El Universo observable

Radiación de fondo de microondas

La radiación electromagnética fósile o radiación de fondo de microondas del cielo, es una radiación naturale de microondas a baja temperatura que alcanza la superficie de la Tierra desde todas las direcciones del cosmos. Se le llama así porque se forma un fondo a todas las fuentes de radio que punto se han detectado por los radiotelescopios. Se detectó por primera vez por Arno Penzias y Robert W. Wilson, 1965, Bell Telephone Laboratories en Nueva Jersey. El descubrimiento de las microondas cósmicas sin fuente específica es el residuo de las extremas condiciones que prevalecieron en los primeros momentos del universo. Esto ha llevado a la conclusión de que el universo, no es de 13,8 mil millones de años, estaba a una temperatura de por lo menos 3000°C. Esta radiación de fondo del cielo tiene características de radiación de cuerpo negro a una temperatura de 2,725 K. No se ha emitido hasta el nacimiento del universo, pero en el momento en que el universo pasa de un estado opaco a un estado transparente, es decir, la luz. Antes de que uno no puede ver el universo, es opaca, pero hay otros fósiles como la abundancia relativa de ciertos elementos (helio, hidrógeno, litio pesados). Los físicos han llegado a la conclusión de que el universo estaba en un punto a una temperatura de al menos 10 mil millones de grados. Este período es de 1 millón de años antes de cambiar al estado transparente, que corresponde a una temperatura de 3000 grados centígrados.

Si remontamos un poco en el tiempo, el universo alcanza temperaturas de billones de grados.
En este estado no está compuesta de núcleos de neutrones y protones, pero de une sopa de quarks y gluones. Los quarks atraen y repelen intercambiando de los gluones, de la misma manera que los electrones emiten fotones en campos electromagnéticos.
Es sólo cuando la temperatura baja que los quarks se combinan para dar los neutrones, protones y mesones. Si se va más atrás, un centenar de segundos antes, encontramos todavía fósiles.
Por ejemplo, el número de fotones por átomo es 3 millones.

N.B.: El parsec es la distancia a la que una unidad astronómica (distancia entre la Tierra y el Sol) subtiende un ángulo de un segundo de arco.

Tabla de equivalencias.

Imagen: La radiación del fondo del cielo es un natural de radiación de microondas fósiles 2.73 K. Estas fluctuaciones de densidad del orden de 1 / 100 000a muestran que alrededor de 300.000 años después del Big Bang, no había zonas heterogéneas en el universo de un tamaño entre 100 y 1000 Mpc (mega parsec). Esta imagen fue producida por el satélite COBE en 1992.

El universo en video

¿Qué haría un viaje imaginario a través del universo conocido?
Para ayudar a visualizar este viaje cósmico viaje de ida, el Museo Americano de Historia Natural ha producido una película con imágenes virtuales de un viaje. El video comienza con una vista aérea de los Himalayas. Hace un zoom que muestra espectaculares en la sucesión, las órbitas de los satélites artificiales de la Tierra, la Luna, las órbitas de los planetas, las constelaciones, el Sol, el sistema solar, el ámbito ocupado por la emisión de las primeras señales de radio de la la humanidad, la Vía Láctea, las galaxias cercanas, las galaxias distantes y quásares hasta difusa radiación cósmica llegar emitidas por el Big Bang, el resplandor del primer fósil de la luz universo transparente que se emitió en el nacimiento del Universo menos de un millón de años después del Big Bang. Captamos aún hoy esta luz, es la radiación cósmica o fondo de microondas cósmico (CMB). El CMB es la "primera luz" del universo, publicado poco después del Big Bang, hay cerca de 13.7 mil millones de años, cuando la luz empezó a viajar libremente por primera vez. La enorme bola de fuego que siguió al Big Bang se ha enfriado lentamente para convertirse en un fondo de microondas. Para hacer esta película, los científicos utilizaron datos del Atlas Digital Universo. Todos los objetos celestes en este video se muestra a escala dados los datos conocidos en 2009 por la ciencia.

N.B.: el modelo del Big Bang favorece la existencia de una fase de la inflación cósmica muy breve, pero durante el cual el Universo habría crecido muy rápidamente. Es de aquí que la mayoría de las partículas materiales del universo se creó a alta temperatura, lo que provocó la emisión de grandes cantidades de luz, llamada radiación cósmica de fondo. Esta radiación se observa ahora con gran precisión por las sondas espaciales.

Imagen: Video en un viaje viaje espacial ronda, entre la Tierra y el horizonte cósmico del Universo conocido.
The Known Universe - Credit & Copyright : American Museum of Natural History

El Universo observable

La edad del universo ha sido aclarado por las observaciones de la sonda WMAP. Los parámetros cosmológicos indican un valor probable de la edad del universo aproximadamente 13.7 mil millones años, con una incertidumbre de 0,2 millones de años. Esto es consistente con los datos de la observación de los cúmulos globulares y las enanas blancas. El universo observable contiene aproximadamente el 7×10²² estrellas, distribuidos en cerca de 10¹⁰ galaxias, que se han organizado en cúmulos y supercúmulos de galaxias. El número de galaxias podría ser aún mayor. ¿Por qué los expertos en la cosmología utilizan a menudo el universo observable plazo?
Porque lo vemos como lo fue hace 13,8 mil millones años, pero desde entonces el universo ha continuado creciendo. Así, el universo que vemos es una burbuja de 13,8 millones de años en radio, por lo que vivimos en el centro del universo observable, en aparente contradicción con el principio de Copérnico, que dice que el universo es más o menos uniforme y no tiene un centro en particular.

Porque la luz no se mueve a una velocidad infinita, las observaciones de modo que vienen del pasado.
Mirando más lejos y más lejos, vemos los objetos como lo fueron en el pasado, en una era de cada vez más cerca del Big Bang.
Dado que la luz viaja a la misma velocidad en todas las direcciones, todos los observadores del universo viven en el centro de su universo observable.
El universo, por definición, contiene todo lo que existe, incluido el espacio-tiempo, por lo que no tiene "ventaja". En efecto, la existencia de una ventaja implica que más allá de este límite, no sería en el universo, este concepto no es intuitivo.

Imagen: Vista del Universo en luz infrarroja.
Esta imagen revela 1.600.000 galaxias entre las decenas de millones de su estructura local. (Fuente : Centro / Caltech y la Universidad de Massachusetts).

Wilkinson Microwave Anisotropy Probe o WMAP

La sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) se puso en marcha 30 de junio 2001.
Su objetivo es estudiar la anisotropía es decir, la dirección de la CMB.
WMAP fue nombrada en homenaje al astrónomo estadounidense David Wilkinson, miembro del equipo encargado del satélite, un pionero en el estudio del fondo cósmico de microondas, que murió el 05 de septiembre 2002. El objetivo de la misión es asignar la mayor precisión posible con las fluctuaciones de temperatura de la radiación de microondas cósmica térmica y su polarización para permitir la recuperación del contenido material del universo.
Los primeros resultados de la sonda WMAP ha sido justamente considerado como un gran avance en la comprensión del universo, porque WMAP producido el primer mapa completo del CMB a la del satélite COBE en 1992 y tiene una resolución de manera significativa mejor. El cosmos es mayor de 13.7 millones de años. Las primeras generaciones de estrellas han comenzado a su vez 200 millones años después del Big Bang.
La imagen fue publicado en febrero 11, 2003.

Esta imagen muestra un mapa del Universo en el estado en que se encontraba en su establecimiento, a la edad de 380 000 años como se hizo transparente. Esta radio soplo capturado en la radiación de 3K o -270°C muestra las fluctuaciones residuales de nuestro universo y de filigrana, grumos de materia que dieron origen a las galaxias.
La sonda Planck, lanzado en mayo de 2009 tuvo más para explicar la historia del Universo.
Su objetivo es observar el fondo cósmico de microondas, la radiación emitida 380 000 años después del nacimiento del universo, lo que explica por qué la temperatura actual del universo es de 2,7 K.
"Al observar esta señal, podemos retroceder en el tiempo y ver el universo tal como estaba allí miles de millones de años atrás", explica Dominique Yvon, astrofísico de la CEA.

Imagen: El análisis de la imagen de satélite WMAP, el cielo, indica que el universo es mayor de 13.7 mil millones de años (con una precisión del 1%), se compone de 73% de energía oscura, 23% Fría la materia oscura, y sólo el 4% de los átomos. En la actualidad se expande a una velocidad de 71 km/s/Mpc (con una precisión del 5%). Fue a través de episodios de rápida expansión llamada inflación y crecer para siempre. Crédito : Equipo Científico WMAP, NASA

Planck

El observatorio espacial Planck de la ESA capta la radiación cósmica o fondo de microondas cósmico (CMB). El CMB es la "primera luz" del universo, publicado poco después del Big Bang, hay cerca de 13 700 millones de años, cuando la luz empezó a viajar libremente por primera vez. La enorme bola de fuego que siguió al Big Bang se ha enfriado lentamente para convertirse en un telón de fondo de microondas.
Planck observa y mide el cambio en la temperatura a través del fondo de microondas, con una sensibilidad mucho más alta, mejor resolución angular y una gama más amplia de frecuencias, todos los observatorios anterior. La misión Planck, a continuación, nos mostrará lo que el universo se ve como a través de la primera luz emitida cuando era sólo 380 000 años. El 3 de julio de 2009, Planck llegado al punto de Lagrange L2 y se colocó en un curso llamado órbita Lissajous.

Planck medida con gran precisión la radiación de fondo de microondas o CMB (huella del Big Bang) para establecer una cartografía de las inhomogeneidades en la temperatura y polarización de la radiación.
Para ello incorpora un telescopio de 1,5 m de diámetro y dos instrumentos científicos desarrollados por el LFI y HFI dijo a Italia a Francia.
Las primeras imágenes muy prometedor, llegaron 14 de junio 2009. Esta es la famosa imagen de la galaxia espiral del Remolino, M51, que los responsables del instrumento fotoconductor Array cámara y el espectrómetro han recibido, para la prueba inicial.
La primera edición del catálogo de fuentes compactas (ERCSC, Salida Temprana compacto Fuente de catálogo) se ha publicado y presentado 11 de enero 2011, con miles de fuentes detectadas por Planck.

Imagen: Los primeros resultados de Planck se dará a conocer durante una conferencia internacional celebrada en París en enero de 2011. Imagen de ruido en el fondo cósmico infrarrojo. Crédito : Planck Collaboration