Kosminen taustasäteily
Sivulta puuttuu 
Inflaatio · Ydinsynteesi
GWB · Neutriinotausta
Kosminen mikroaaltotausta
Kosminen taustasäteily eli kolmen kelvinin säteily on kaikkialta avaruudesta tulevaa mikroaaltosäteilyä. Se vastaa aallonpituusjakaumaltaan sellaista lämpösäteilyä, joka tulee noin 2,725 kelvinin lämpöisestä mustasta kappaleesta. Wienin siirtymälain mukaisesti tämä merkitsee, että sen spektrin huippu on aallonpituuden 1,06 mm kohdalla.
[muokkaa] Synty
Kosminen taustasäteily syntyi maailmankaikkeuden ollessa noin 380 000 vuoden ikäinen, jolloin 2900 kelvinin lämpötilassa ensimmäiset atomit syntyivät ytimistä ja elektroneista muuttaen universumin läpinäkyväksi ja mahdollistaen näin säteilyn kulun. Tätä kutsutaan irtikytkemistapahtumaksi. Säteily, joka alun perin lähti punertavana hohtona, koostuen infrapunasäteilystä ja näkyvästä valosta, on punasiirtymän takia muuttunut lyhytaaltoiseksi radiosäteilyksi. Aallonpituus on sinä aikana ehtinyt kasvaa yli tuhatkertaiseksi, eli taustasäteilyn punasiirtymä 
. Tässä aaltojen venymisprosessissa säilyi kuitenkin säteilyn "mustan kappaleen säteilyn" luonne, mikä teoreettisesti voidaan näyttää toteen. Säteilyn spektri on niin sanottu Max Planckin spektraalikäyrä.
[muokkaa] Tutkimus
Kosmisen taustasäteilyn olemassaolo ennustettiin 1940-luvulla (George Gamow), ja sattuman kautta sen löysivät radioteleskoopilla amerikkalaiset fyysikot Arno Penzias ja Robert Wilson vuonna 1965. He saivat löydöstään fysiikan Nobelin palkinnon vuonna 1978. Tähän asti vakaan maailmankaikkeuden hypoteesilla (niin sanottu Steady State) oli ollut vankka puolustajajoukkonsa (muun muassa Sir Fred Hoyle), mutta säteilyn olemassaolon paljastuminen oli merkittävä todiste alkuräjähdyksen puolesta.
Taustasäteilyn nimellislämpötila on hieman epäsymmetrisesti jakautunut taivaanpallolla; tämä johtuu paikallisen galaksiryhmän ominaisliikkeestä, joka on noin 600 kilometriä sekunnissa. Doppler-ilmiön seurauksena taivas on hieman lämpimämpi liikkeen suunnassa ja hieman kylmempi vastakkaisessa suunnassa. Kun tämä systemaattinen virhe poistetaan, on taustasäteilyn jakauma taivaanpallolla erittäin tasainen eli isotrooppinen.
Huomattava edistysaskel taustasäteilyn tutkimuksessa tapahtui, kun 1989–1996 toiminnassa ollut COBE-satelliitti havaitsi siinä pieniä, noin 0,0005 %:n suuruisia epätasaisuuksia. Ne kertovat aineen tiheysvaihteluista varhaisessa maailmankaikkeudessa, ja niistä arvellaan kasvaneen ne ainetiivistymät, joista gravitaation vaikutuksesta syntyivät galaksit ja suuret galaksirakenteet.
NASAn vuonna 2001 lähettämä WMAP-satelliitti on lähettänyt kymmeniä kertoja COBEa tarkempia tuloksia suuren mittakaavan epätasaisuuksista taustasäteilyssä. NASA ja ESA lähettivät vuonna 2009 yhteistyössä Planck-satelliitin, jonka tarkoituksena on havaita myös pienen mittakaavan vaihteluja. Tähän asti niitä on voitu tutkia vain maanpäällisillä interferometreillä (esimerkiksi Andeilla ja Etelämantereella) sekä säähavaintopallojen bolometreillä. Maan pinnalta tehtävien havaintojen ongelmina ovat rajattu näkyvyys, ilmakehän oma lämpösäteily sekä vesi, joka absorboi mikroaaltoja (tähän perustuu mikroaaltouunin toiminta).
Suomessa tätä kosmologiaan liittyvää tutkimusta tekee muun muassa professori Kari Enqvist Helsingin yliopistossa. Suomi osallistui LFI-instrumentin rakentamiseen ESAn Planck-luotaimeen.
[muokkaa] Lähteet
- CD-Facta 2004
- NASA: LAMBDA - DMR Images
