Cos'è lo sfondo cosmico a microonde?

Il fondo cosmico a microonde, solitamente abbreviato CMB, è una forma di radiazione elettromagnetica che permea l'intero universo. Ha una temperatura di 2,725 K ed è nella porzione a microonde dello spettro (da cui il suo nome), con un picco di intensità a una lunghezza d'onda di 1,9 mm. Lo sfondo cosmico a microonde è talvolta chiamato "l'eco del Big Bang" ed è la migliore prova attuale che l'universo in cui viviamo è iniziato come una gigantesca esplosione da una fonte puntuale.

Il fondo cosmico a microonde è isotropo a 1 parte su 100.000, il che significa che varia di intensità solo leggermente e che è per lo più omogeneo. Questo aiuta a indicare che proviene da qualcosa che ha influenzato l'intero universo piuttosto che solo un sottoinsieme dell'universo. Lo spettro cosmico di fondo a microonde ha la particolarità di essere lo spettro del corpo nero misurato più precisamente in natura.

Le radiazioni cosmiche di fondo a microonde sono fotoni lasciati dal periodo di tempo estremamente energetico nell'universo per i primi milioni di anni dopo il Big Bang. In quei tempi, l'intero universo era opaco e fatto di plasma, come una stella gigante attraverso migliaia o milioni di anni luce. Alla fine, il plasma si è raffreddato in atomi neutri, a quel punto i fotoni si sono disaccoppiati dalla materia e hanno iniziato a muoversi liberamente attraverso lo spazio. I fotoni si sono raffreddati da allora e continuano a raffreddarsi dalla loro temperatura attuale di circa 2,7 K.

Il fondo cosmico a microonde era stato originariamente previsto nel 1948 da George Gamow e Ralph Alpher, ma non è stato osservato fino al 1956. Il fondo a microonde che osserviamo proviene da una superficie sferica chiamata superficie dell'ultimo scattering, che si riferisce al punto nel il passato dell'universo quando i fotoni hanno smesso di essere dispersi dalla materia carica e hanno iniziato a muoversi liberamente.

Una delle immagini più famose della cosmologia è lo sfondo delle microonde cosmiche, preso dal satellite COBE nel 1990. Ciò mostra la distribuzione dello sfondo delle microonde cosmiche attraverso il cielo e rivela la sua struttura su larga scala.