2η φάση «Ίππαρχος» 2005, Λύκειο, Θέμα 4: εκφώνηση και λύση

(Α) Γενικά: η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου μικροκυμάτων (CMB) είναι το φως που άφησε το Σύμπαν περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Τότε ψύχθηκε αρκετά (περίπου 3.000 K) ώστε να σχηματιστούν άτομα, και έγινε διαφανές. Από τότε, η διαστολή «τέντωσε» αυτό το φως περίπου 1.100 φορές. Σήμερα έρχεται από όλες τις κατευθύνσεις με φάσμα μέλανος σώματος θερμοκρασίας 2,725 K, με μέγιστο στα μικροκύματα (περίπου 1 mm).

(Β) Η ανακάλυψη: την είχαν προβλέψει οι R. Alpher και R. Herman (1948). Την ανακάλυψαν τυχαία το 1965 οι Arno Penzias και Robert Wilson (Bell Labs) με μια μεγάλη χοανοειδή κεραία για δορυφορικές επικοινωνίες: βρήκαν έναν «θόρυβο» περίπου 3 K που δεν εξαφανιζόταν προς καμία κατεύθυνση, ακόμα κι όταν καθάρισαν την κεραία από τα περιττώματα περιστεριών. Η ομάδα του R. Dicke στο Princeton τον ερμήνευσε ως απομεινάρι της Μεγάλης Έκρηξης (Νόμπελ 1978). (Η διατύπωση «τα τελευταία χρόνια» του θέματος δεν είναι ακριβής: πρόσφατες ήταν οι λεπτομερείς μετρήσεις.)

(Γ) Συμπεράσματα: επιβεβαιώνει τη θερμή Μεγάλη Έκρηξη, και αποκλείει τη θεωρία σταθερής κατάστασης. Οι μικροσκοπικές διακυμάνσεις της (1 μέρος στις 100.000· COBE 1992, WMAP 2003, Planck 2013–2018) είναι οι «σπόροι» των γαλαξιών. Από αυτές προκύπτει ότι το Σύμπαν έχει ηλικία 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, είναι γεωμετρικά επίπεδο και αποτελείται από περίπου 5% συνηθισμένη ύλη, 27% σκοτεινή ύλη και 68% σκοτεινή ενέργεια. Υποστηρίζει και τη θεωρία του πληθωρισμού.