Inhoudsopgave

Inleiding

Sinds 1920 hebben astronomen geweten dat het heelal uitdijt. Edwin Hubble constateerde dat melkwegstelsels van ons af bewegen. Als je de tijd terug zou draaien dan zou het universum steeds compacter worden. Totdat alle materie op één plek zou zitten dit wordt wel het kosmische ei genoemd. De meest gangbare theorie voor het ontstaan van het heelal: de oerknal beweert dat dit ei uit elkaar knalde en dat het heelal sindsdien is blijven uitdijen. Volgens deze theorie was het vroege (compacte) universum enorm heet, maar naar mate het uitdijde koelde de materie steeds meer af. Er zou in het heelal een straling moeten zijn die als het ware het overblijfsel is van de hitte van de oerknal. Deze achtergrondstraling wordt Comsic Microwave Background Radiation genoemd.

Top

1. Wat is Cosmic Microwave Background(CMB)?

CMB is de straling die vrijgekomen moet zijn bij de enorme hitte(energie) die er vlak na de oerknal was. Die straling bestaat uit fotonen. (de basis eenheid van radiatie) Toen het zichtbare universum honderd miljoen keer zo klein was dan dat het nu is, was de temperatuur veel hoger omdat de materie veel dichter op elkaar zat. De temperatuur was ongeveer 273 miljoen graden Kelvin boven absoluut nul. (Absoluut nul is een maat die is genomen voor een atoom dat helemaal niet beweegt en dus geen energie(warmte) bevat.)
Waterstof de belangrijkste component van het universum zou compleet geïoniseerd zij bij die extreme temperatuur. Dit houdt in dat er in plaats van atomen vrije elektronen en nucloïden: protonen en neutronen waren.

De Fotonen van CMB kaatsen makkelijk van elektronen af, dus de radiatie zou dus steeds afkaatsend voorbewegen door de gaswolk van elektronen, protonen en neutronen.

Het universum blijft uitdijen hierdoor wordt de energie verdeeld over een steeds groter oppervlak, waardoor het universum afkoelt. Uiteindelijk koelde het universum genoeg af voor de protonen en elektronen om samen "neutrale waterstof" te vormen en zo klaarde de mistwolk van elektronen en nucloïden op. De radiatie kwam vrij. Het kon vrijwel direct voortbewegen, omdat het heel zwak op neutrale waterstof botst. Het voortbewegen van de fotonen van CMB wordt vergeleken met licht in onze atmosfeer. Als licht in op water in een wolk valt word het weerkaatst en verspreid, terwijl het door lucht onafgebroken voort beweegt. Het vrij komen van de radiatie gebeurde zo rond 380.000 jaar na de oerknal Zo kwam de originele radiatie van het universum vrij: de cosmic microwave background radiatie. Deze radiatie rekte samen met het universum uit en de golflengte rekte ook uit tot de microgolflengte. CMB is over het hele universum verspreidt en is erg koud

Het Microwave Anisotropy Probe observatorium meet extreme kleine temperatuur verschillen van CMB. De temperatuur van CMB kan op twee plaatsen verschillen van 2.7251 tot 2.7249 graden Kelvin. Deze variatie wordt door wetenschappers bestudeerd om meer te weten te komen over de grote, meetkunde en de materie die aanwezig was in het vroegere universum. Dit onthult informatie over de structuur van het universum.

De CMB draagt een afdruk van de structuren die er in het heelal waren tijdens de laatste verspreiding van de radiatie. Op de plaatsen waar die structuren zaten was er relatief meer materie dicht op elkaar en was er dus meer energie. De straling die daar vandaan kwam bevatten dus ook meer energie. Zo kan Het meten van de temperatuur van CMB dus een beeld schetsen van het "Surface of last Scattering" (oppervlak van de laatste verspreiding". Als je het heelal als een bol ziet, dan schetst CMB een beeld van het oppervlak (de buitenkant) van het heelal toen de radiatie "vrij" kwam uit de gaswolk. Het verschil in energiedichtheid van de straling die op een bepaalde plek vrij kwam uit de gaswolk bevat informatie over het energie verschil, de materie en dus ook de zwaartekracht op die plaats.

Het bestuderen van de radiatie wordt wel vergeleken met het kijken naar een wolk. Je kunt de binnenkant van de wolk niet zien, maar door het licht dat uit de wolk komt kun je de buitenkant van de wolk zien en krijg je een idee van de binnenkant.

Top

2. Het bestuderen van CMB

Omdat Licht met een bepaalde snelheid reist, kijk je als je naar sterren en sterrenstelsels kijkt als het ware in het verleden omdat het licht wat nu aankomt laat zien wat er in het verleden gebeurt is. Andromede het dichtstbijzijnde grote sterrenstelsel zien we hoe ze 3 miljoen jaar geleden was. Met de Hubble space telescoop kunnen wetenschappers Sterrenstelsels zien hoe ze enkele miljarden jaren na de oerknal waren. Hetzelfde principe geld voor CMB. CMB maakt het dus mogelijk voor wetenschappers om te kijken naar het universum een leeftijd van ongeveer 380.000 jaar was, want toen kwam de CMB radiatie "vrij" uit de gaswolk. Wetenschappers konden nog nooit het universum in zo een vroeg stadium bestuderen.Toen CMB net ontdekt was stuiten wetenschappers op een probleem, want de radiatie leek totaal homogeen. Dit houdt in dat het overal precies gelijk was.Als dit het geval was zou er 380.000 jaar na de oerknal alle materie en energie egaal verspreid zijn. Maar waar zouden de structuren van ons universum dan vandaan komen. Er zouden al sporen te vinden moeten zijn van het vormen van structuren in het jonge universum.Er zouden energie verschillen moeten zijn. Om deze energie verschillen in de straling te zoeken werd in 1989 de sateliet COBE (Cosmic Background Explorer) gelanceerd. Deze sateliet vond al snel zeer kleine energie variatie in van CMB. Door het bestuderen van die variaties kon men een beeld van structuren in het jonge universum schetsen. Door middel van computer simulaties konden wetenschappers met de gevonden variaties dat beeld schetsen. (zie afbeelding) Met Computers wordt berekend waar op het oppervlak van de bol (Heelal toen CMB vrij kwam) gevonden variaties vandaan komen. Zo krijgt men dus een met de computer gegenereerd model van het jonge universum. Naar mate men meer variaties vind krijgt men een gedetailleerder beeld van het universum toen CMB vrij kwam.

Top

3. Hoe is CMB ontdekt?

Het bestaan van de CMB radiatie is als eerst voorspeld door George Gamow in 1948, en 2 jaar later door Ralph Alpher en Robert Herman. Het is voor het is voor het eerst waar genomen door Arno Penzias en Robert Wilson. Het werd per ongeluk waargenomen bij Bell telephone laboratories in Murray Hill, New Jersey. De radiatie veroorzaakte storing op een radiozender die daar werd gebouwd. Toevallig werd op de Universiteit van Princeton een onderzoek naar CMB gedaan. Dit team werd geleid door Robert Dicke. Toen het team hoorde van de storing bij Bell telephone laboratories wisten ze meteen dat CMB ontdekt was. Door deze ontdekking werden er artikelen gepubliceerd door Penzias en Wilson over de observatie van CMB, en door Dicke, Peebles, Roll en Wilkinson over de kosmologische interpretatie. Penzias en Wilson kregen in 1978 de Nobelprijs voor Natuurkunde voor hun ontdekking.

Nu is CMB erg koud, waardoor het in de microgolf sectie zit van het elektromagnetisch spectrum zit.(Elektromagnetisch spectrum is de hoeveelheid energie die wordt uitgezonden bij een bepaalde golflengte.) De radiatie is overal te vinden in het universum, en op de extreem kleine variaties na eenvormig verspreid. Dit is nog een rede om aan te nemen dat deze radiatie uit het vroegere universum afkomstig is, want dit zou haast onmogelijk zijn als de oorsprong van de radiatie een lokale bron was.

Top

4. Bronvermelding

www.space.com

We hebben
twee artikelen gebruikt van deze site
ze zijn geschreven door:
Robert Roy Britt
Senior Science Writer
allebei posted op 11 February 2003

Het is een betrouwbare bron, want het is een grote
en bekende site over het heelal.
En de schrijver is een senior writer.
Wel een nadeel van deze site is dat hij niet recent bijgewerkt is.

www.nasa.gov

Verantwoordelijke NASA Official: Gary Hinshaw
De site is voor het laatste vernieuwd op dinsdag 03-01-2005

Zeer betrouwbare bron,
Want het is de officiële site van NASA.
NASA(National Aeronautics and Space Adminisisration) isde nationale ruimtevaart organistatie
van de Verenigde Staten.
En de pagina is zeer recent bijgewerkt.

www.wikipedia.org

Het is een grote online encyclopedie. Die er in meerdere talen is.
Het is een redelijk betrouwbare site met betrouwbare bronnen, deze zijn ook vermeld.
De schrijvers zijn niet bekend. Men kan zelf de site ook bewerken. Dit wordt wel gecontroleerd.
Een goed punt aan deze site is dat hij regelmatig wordt bijgewerkt.
Laatste keer van deze pagina was: 23:25, 8 May 2005.

www.spacetelescope.org

Van deze site hebben we plaatjes gebruikt

"Van supernova's tot zwarte gaten"

Dit is een boek geschreven door Hans-Ulrich Keller.
Hij is een docent astronomie aan de universiteit aan Stuttgart,
directeur van het Planetarium Stuttgart
en al twintig jaar uitgever van het astronomische jaarboek Himmelsjahr.

Dit is een betrouwbare bron aangezien hij docent astronomie aan een universiteit is.
Het is een uitgeven boek dus er zal verificatie geweest zijn.

terug naar boven

Top