Kosmičko zračenje

Kosmičko pozadinsko mikrotalasno zračenje (eng. Cosmic Microwave Background, CMB) predstavlja najstarije elektromagnetno zračenje, koje ispunjava sav prostor, i nastalo je u tzv. epohi rekombinacije (otprilike 380000 godina nakon velikog praska). Otkriveno je slučajno pomoću osetljivog radio teleskopa 1965. godine od strane radio astronoma A. Penziasa i R. Wilsona.

CMB je nastao u ranom univerzumu u tzv. epohi rekombinacije. Naime po teoriji Velikog praska univerzum je najpre bio u stanju vrele plazme protona i elektrona. U tom periodu je bio neprozračan jer je srednji slobodni put fotona između dva njegova Tomsonova rasejanja o elektron bio jako mali. Kako se univerzum širio tako je postajao sve hladniji, pa je nakon određenog vremena protonima i elektronima postalo energetski povoljnije da obrazuju atome vodonika (proces rekombinacije). U procesu rekombinacije se oslobađaju dva fotona koje je danas moguće detektovati baš kao CMB. Kako CMB zrači kao apsolutno crno telo to je pomoću Vinovog zakona pomeranja, znajući talasnu dužinu maksimalnog intenziteta zračenja (λ_max=1.063mm), moguće odrediti njegovu temperaturu posmatranu sa zemlje:

Takođe u obzir treba uzeti i crveni pomak do kojeg dolazi zbog širenja univerzuma:

Kako je emitovana frekvencija je proporcionalna energiji jonizacije atoma vodonika to je z≈1100. Korišćenjem relacije

dobija se da je temperatura univerzuma u trenutku nastajanja CMB-a bila oko 3000K, što odgovara temperaturi na kojoj se vodonik jonizuje. Zbog ovoga je CMB jedan od najvećih dokaza teorije Velikog praska.

Interesantna pojava je pojava anizotropnosti u temperaturi CMB-a, odakle se vidi nehomogenost ranog univerzuma.