Co to jest kosmiczne promieniowanie tła (CMB)?
Kosmiczne promieniowanie tła (CMB, Cosmic Microwave Background) to izotropowe promieniowanie elektromagnetyczne wypełniające cały obserwowalny Wszechświat, odpowiadające temperaturze ciała doskonale czarnego 2,7255 K. Jest to promieniowanie reliktowe – ślad po epoce rekombinacji ok. 380 000 lat po Wielkim Wybuchu, gdy Wszechświat ostygł na tyle, aby elektrony połączyły się z protonami, a promieniowanie zostało uwolnione ze stanu równowagi z materią.
CMB odkryto przypadkowo w 1964 roku przez Arno Penziasa i Roberta Wilsona (Nobel 1978), gdy szukali przyczyny szumu antenowego w radiometrze Bella. Promieniowanie jest niemal idealnie jednorodne – fluktuacje temperatury wynoszą zaledwie 1 część na 100 000 (delta_T/T ~ 10^-5). Te mikroskopijne fluktuacje, zmierzone precyzyjnie przez satelity COBE (Nobel 2006 dla Mather i Smoot), WMAP i Planck, są obrazem pierwotnych gęstościowych fluktuacji materii – ziaren, z których wyrosły wszystkie galaktyki i gromady galaktyk. Analiza widma fluktuacji CMB pozwoliła wyznaczyć podstawowe parametry kosmologiczne: wiek Wszechświata (13,8 mld lat), skład (5% materia barionowa, 27% ciemna materia, 68% ciemna energia) i geometrię (płaski Wszechświat, Ω ≈ 1).
Polaryzacja CMB – szczególnie tzw. mody B – jest poszukiwana jako dowód inflacji kosmologicznej (pierwotne fale grawitacyjne). Teleskop Planck zakończył pomiary w 2013-2018, dostarczając najdokładniejszych map CMB. Kolejne eksperymenty (CMB-S4, Simons Observatory, LiteBIRD) będą szukać sygnału inflacji w modach B polaryzacji.