2η φάση «Ίππαρχος» 2008, Λύκειο, Θέμα 1: εκφώνηση και λύση

Α) Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης προβλέπει ότι το πρώιμο Σύμπαν ήταν πολύ θερμό και πυκνό και γέμιζε με ακτινοβολία. Καθώς το Σύμπαν διαστελλόταν, η ακτινοβολία ψυχόταν, και σήμερα πρέπει να φτάνει από όλες τις κατευθύνσεις με φάσμα μέλανος σώματος λίγων Kelvin. Αυτό ακριβώς παρατηρείται: μια ακτινοβολία στα μικροκύματα, σχεδόν ίδια προς όλες τις κατευθύνσεις, με τέλειο θερμικό φάσμα 2,7 K. Η θεωρία της σταθερής κατάστασης, η κύρια αντίπαλη θεωρία, δεν μπορούσε να την εξηγήσει.

Β) Την πρόβλεψαν οι Alpher και Herman το 1948. Την ανακάλυψαν τυχαία το 1964–1965 οι Arno Penzias και Robert Wilson στα εργαστήρια Bell, με μια κεραία-χοάνη για ραδιοκύματα μήκους 7,35 cm: βρήκαν έναν «θόρυβο» περίπου 3 K που δεν εξαφανιζόταν, όπου κι αν έστρεφαν την κεραία. Την ερμήνευσαν ο Dicke και οι συνεργάτες του. Οι Penzias και Wilson πήραν το βραβείο Nobel το 1978.

Γ) Ο δορυφόρος COBE (1989) έδειξε ότι το φάσμα είναι τέλειο φάσμα μέλανος σώματος θερμοκρασίας 2,725 K και ανίχνευσε μικροσκοπικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, περίπου 1 στις 100 000, τους «σπόρους» των γαλαξιών (Nobel 2006 στους Mather και Smoot). Ο WMAP (2001) χαρτογράφησε τις διακυμάνσεις με μεγάλη ακρίβεια και έδωσε ηλικία του Σύμπαντος περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, επίπεδη γεωμετρία και τη σύστασή του (περίπου 4% συνήθης ύλη, 23% σκοτεινή ύλη, 73% σκοτεινή ενέργεια). Αργότερα, το 2009, εκτοξεύθηκε ο Planck, που βελτίωσε αυτές τις τιμές.