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Radiación cósmica de fondo de microondas: ¿Cómo prueba la teoría del Big Bang?
El fondo cósmico de microondas (CMB), también conocido como radiación residual, es la radiación de microondas que llena cada rincón del universo observable. Cuando utilizamos un telescopio óptico convencional para observar los espacios entre las estrellas y las galaxias, casi no vemos luz. Sin embargo, cuando se utilizan radiotelescopios sensibles, se hace visible un tenue resplandor de fondo, casi uniforme y sin relación con ninguna estrella o galaxia, y es más fuerte en la región de microondas.
El descubrimiento de la radiación de fondo cósmico de microondas marca una nueva etapa en nuestra comprensión del origen del universo y respalda las ideas centrales de la teoría del Big Bang.
En 1965, los radioastrónomos estadounidenses Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron accidentalmente la radiación de fondo cósmico de microondas, que también resumió una serie de estudios científicos desde la década de 1940. Explorar. Según el modelo del Big Bang, en los primeros tiempos el universo estaba lleno de una densa y caliente niebla de plasma de partículas subatómicas. A medida que el universo se expandió, este plasma se enfrió hasta el punto en que los átomos se combinaron para formar hidrógeno neutro.
Una vez formados estos átomos, el universo ya no dispersaría radiación térmica a través de la dispersión de Thomson y se volvería transparente. Este proceso se llama época de recombinación, y los fotones liberados junto con él están en todas partes del universo.
Sin embargo, debido a la continua expansión del Universo, estos fotones experimentan un corrimiento al rojo cósmico y se vuelven menos energéticos.
Del descubrimiento a la construcción del modelo teórico El descubrimiento inicial del CMB provocó un intenso debate, y muchos científicos propusieron otras posibles explicaciones, como la energía proveniente del interior de nuestro sistema solar, la radiación de las galaxias y la radiación de múltiples fuentes de radio en todo el universo. Los científicos necesitan demostrar que la relación entre la intensidad y la frecuencia de esta radiación de microondas es consistente con las propiedades de una fuente de calor o de un cuerpo negro. Esta petición se cumplió en el año 1968.La existencia de la radiación de fondo cósmico de microondas y su relativa uniformidad se han convertido en evidencia clave que apoya el modelo del Big Bang.
Además, uno de los puntos clave de la investigación es si la radiación luminosa es uniforme en todas las direcciones. Finalmente, en 1970, se demostró que esta radiación tiene un origen cósmico.
Características de la radiación cósmica de fondo de microondas
La radiación de fondo de microondas cósmica exhibe un espectro de cuerpo negro de aproximadamente 2,725 K, cuya uniformidad contrasta marcadamente con la estructura casi puntual de las estrellas o galaxias. Se ha medido que el CMB es aproximadamente 1 parte en 25.000 uniforme en todas las direcciones, con una variación cuadrática media de 100 microkelvins. Aunque las pequeñas diferencias en el CMB son difíciles de detectar, muchos detalles pueden medirse con alta precisión, lo que es crucial para las teorías cosmológicas.
Las observaciones del CMB nos proporcionan información clave sobre las propiedades físicas del universo temprano.
Mediante experimentos adicionales, los científicos han medido estas inhomogeneidades de temperatura utilizando numerosos experimentos terrestres y espaciales, como COBE, WMAP y Planck. Estas mediciones revelaron estructuras características en el CMB que están relacionadas con las diversas interacciones entre la materia y los fotones antes de la recombinación, lo que da como resultado patrones en masa específicos que varían con el ángulo. La porción del espectro de frecuencia donde se distribuyen estas inhomogeneidades representa el espectro de potencia, mostrando una serie de picos y valles.
Conclusión: Implicaciones del CMBLa existencia de la radiación de fondo de microondas cósmica no sólo se convierte en la evidencia clave para apoyar la teoría del Big Bang, sino que también nos da una comprensión más clara del origen y la evolución del universo. También nos ayuda a entender cómo evolucionó el universo a partir de una estado al rojo vivo a la forma actual. ¿A través de una investigación profunda y continua, podremos revelar más secretos del universo en futuras observaciones, lo que nos permitiría comprender mejor nuestra propia posición y papel?
