La radiación de fondu de microondes ( o CMB) ye una forma de radiación electromagnético afayada en 1965 qu'enllena'l universu por completu. Tamién se denomina radiación cósmico de microondes, radiación cósmico de fondu o radiación del fondu cósmicu.
Tien carauterístiques de radiación de cuerpu negru a una temperatura de 2,725 K y la so frecuencia pertenez al rangu de les microondes con una frecuencia de 160,2 GHz, correspondiéndose con una llonxitú d'onda de 1,9 mm. Munchos cosmólogos consideren esta radiación como la prueba principal del modelu cosmolóxicu del Big Bang.
Magar que comúnmente afírmase que ye'l "ecu" del Big Bang esto nun ye ciertu, yá que el Big Bang asocedió 400.000 años primero que los eventos rexistraos.
Carauterístiques thumb|300px|L'espectru de la radiación de fondu de microondes midíu pol preséu FIRAS nel satélite COBE ye l'espectru de cuerpu negru midíu con más precisión na naturaleza. Les variables y l'error estándar tán despintaos pola curva teórica.
La radiación de fondu de microondes ye isótropa hasta una parte ente 10⁵: les variaciones del valor eficaz son namái 18 µK.Esto ignora la anisotropía del dipolo llétricu, que se debe al Efeutu Doppler de la radiación de fondu de microondes por cuenta de nuesa velocidá peculiar relativa a la estructura cósmica inmóvil. Esta carauterística ye consistente cola Tierra moviéndose a unos 380000 m/s escontra la constelación de Virgo. L'espectrofotómetro FIRAS (n'inglés The Far-Infrared Absolute Spectrophotometer) nel satélite COBE de la NASA midió curioso l'espectru de la radiación de fondu del microondes. El FIRAS comparó'l CMB con un cuerpu negru de referencia y non pudo vese nenguna diferencia nos sos espectros. Cualquier esviación del cuerpu negru que pudiera siguir tando ensin detectar nel espectru del CMB sobre'l rangu de llonxitúes d'onda dende 0,5 a 5 mm tendría que tener un valor d'unes 50 partes per millón del picu de rellumu del CMB.D. J. Fixsen y otros, "The Cosmic Microwave Background Spectrum from the full COBE FIRAS data set", Astrophysical Journal 473, 576–587 (1996). Esto fixo del espectru del CMB el cuerpu negru midíu de manera más precisa na naturaleza.
Esta radiación ye una predicción del modelu del Big Bang, yá que según esti modelu, l'universu primixeniu yera un plasma compuestu principalmente por electrones, fotones y bariones (protones y neutrones). Los fotones taben constantemente interactuando col plasma por aciu la dispersión Thomson. Los electrones non podíen xunise a los protones y otros nucleos atómicos pa formar átomos porque la enerxía media de dichu plasma yera bien alta, polo que los electrones interactuaben constantemente colos fotones por aciu el procesu conocíu como dispersión Compton. A midida que l'universu foise espandiendo, l'enfriamientu adiabático (del que'l fana en candia cosmolóxicu ye un síntoma actual) causó que'l plasma esfrecer hasta que foi posible que los electrones combinar colos protones y formaren átomos d'hidróxenu. Esto asocedió cuando esti algamó los 3000 K, unos 380 000 años dempués del Big Bang. A partir d'esi momentu, los fotones pudieron viaxar llibremente al traviés del espaciu ensin raspiar(ensin llegar a xunise) colos electrones esvalixaos. Esti fenómenu ye conocíu como yera de la recombinación; la radiación de fondu de microondes ye precisamente el resultáu d'esi periodu. Al dise espandiendo l'universu, esta radiación tamién foi menguando la so temperatura, lo cual esplica por qué anguaño ye namái d'unos 2.7 K. La radiación de fondu ye'l ruíu que fai l'universu. Los fotones siguieron esfreciéndose de magar, anguaño cayeron a 2.725 K y la so temperatura va siguir cayendo según espándase l'Universu. De la mesma manera, la radiación del cielu que midimos vien d'una superficie esférica, llamada superficie de la última dispersión, na que los fotones que se descompunxeron na interacción con materia nel Universu primixeniu, fai 13.700 millones d'años, tán reparándose anguaño na Tierra. El Big Bang suxer que'l fondu de radiación cósmico rellena tol espaciu observable y que gran parte de la radiación nel Universu ta nel CMB, que tien una fracción d'aproximadamente 5·10-5 de la densidá total del Universu.La densidá d'enerxía d'un espectru de cuerpu negru ye , onde T ye la Temperatura, ye la constante de Boltzmann, ye la constante de Planck y c ye la velocidá de la lluz. Esto puédese rellacionar cola densidá crítica del Universu utilizando los parámetros del Modelu Lambda-CDM.
Dos de los grandes ésitos de la teoría del Big Bang son les sos predicciones d'esti espectru de cuerpu negru casi perfectu y la so predicción detallada de les anisotropíes no fondero cósmicu de microondes. El recién WMAP midió precisamente estes anisotropías sobre'l cielu por completu a escales angulares de 0,2°.Astrophysical Journal Supplement, 148 (2003). En particular, G. Hinshaw y otros "Primer añu d'observaciones del Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP): l'espectru de potencia angular", 135–159. Estes puédense utilizar pa envalorar los parámetros del Modelu Lambda-CDM estándar del Big Bang. Dalguna información, como la forma del Universu, puede llograse direutamente del CMB, mientres otros, como la constante de Hubble, nun tán acutaos y tienen que ser inferíos d'otres midíes.D. N. Spergel et al., "Primer añu d'observaciones del Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP): determinación de parámetros cosmolóxicos", Astrophysical Journal Supplement 148, 175–194 (2003).
Historia Esta radiación foi predicha por George Gamow, Ralph Alpher y Robert Hermann en 1948. Ye más, Alpher y Herman pudieron envalorar que la temperatura del fondu de radiación de microondes yera 5 K, anque dos años dempués, la reestimaron en 2.8 K.G. Gamow, "L'Orixe de los Elementos y la Separación de les Galaxes," Physical Review 74 (1948), 505. G. Gamow, "La evolución del Universu", Nature 162 (1948), 680. R. A. Alpher y R. Herman, "Sobre les Bayures Relatives de los Elementos," Physical Review 74 (1948), 1577. Anque había delles estimaciones previes de la temperatura del espaciu (ver cronoloxía), éstes sufrieron dos defectos. De primeres, fueron midíes de la temperatura efeutiva del espaciu y nun suxeren que l'espaciu foi rellenáu con un espectru de Planck térmicu. Y de segundes, son dependientes del nuesu llugar especial nel estremu de la Vía Láctea y nun suxeren que la radiación ye isótropa. Amás, produciría predicciones bien distintes si la Tierra tuviera alcontrada en cualquier llugar del Universu.A. K. T. Assis, M. C. D. Nieves, "Hestoria de la Temperatura de 2,7 K antes de Penzias y Wilson," (1995, PDF | HTML) pero ver tamién N. Wright, "Eddington nun predixo'l CMB", .
Los resultaos de 1948 de Gamow y Alpher nun fueron llargamente aldericaos. Sicasí, fueron redescubiertos por Robert Dicke y Yakov Zel'dovich a principios de los Años 1960. La primer apreciación de la radiación del CMB como un fenómenu detectable apaeció nun curtiu artículu de los astrofísicos soviéticos A. G. Doroshkevich y Igor Dmitriyevich Novikov, na primavera de 1964. En 1964, David Todd Wilkinson y Peter Roll, y los colegues de Dicke na Universidá de Princeton, empezaron a construyir un radiómetru de Dicke pa midir el fondu de radiación de microondes.R. H. Dicke, "The measurement of thermal radiation at microwave frequencies", Rev. Sci. Instrum. 17, 268 (1946). Esti diseñu básicu pa un radiómetru utilizóse en más esperimentos posteriores del fondu de radiación de microondes. En 1965, Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson nos Llaboratorios Bell de Crawford Hill cerca de Holmdel Township (Nueva Jersey) construyeren un radiómetru Dicke qu'intentaron utilizar pa radioastronomía y esperimentos de comunicaciones per satélite. La so presea tenía un escesu de temperatura de ruíu de 3,5 K col qu'ellos nun cuntaben. Dempués de recibir una llamada telefónica de Crawford Hill, Dicke dixo la gracia: «Mozos, robáronnos».A. A. Penzias y R. W. Wilson, "A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s," Astrophysical Journal 142 (1965), 419. R. H. Dicke, P. J. Y. Peebles, P. G. Roll y D. T. Wilkinson, "Cosmic Black-Body Radiation," Astrophysical Journal 142 (1965), 414. La hestoria cuntar en P. J. Y. Peebles, Principles of physical cosmology (Princeton Univ. Pr., Princeton 1993). Un alcuentru ente los grupos de Princeton y Crawford Hill determinó que la temperatura de l'antena foi inducida debíu al fondu de radiación de microondes. Penzias y Wilson recibieron el Premiu Nobel de Física de 1978 pol so descubrimientu.
La interpretación de la radiación de fondu de microondes foi una tema revesosa nos años 1960 ente los defensores de la Teoría del Estáu Estacionariu argumentando que'l fondu de microondes yera el resultáu de la lluz tremao de les estrelles procedente de les galaxes distantes. Utilizando esti modelu y basáu nel estudiu de l'absorción amenorgada de llinies que caracteriza l'espectru de les estrelles, l'astrónomu Andrew McKellar escribió en 1941: "Puede calculase que'l rotacional de temperatura del espaciu interestelar ye 2 K".A. McKellar, Publ. Dominion Astrophys. Obs. 7, 251. Sicasí, mientres los años 1970 el consensu foi que la radiación de fondu de microondes ye un remanente del Big Bang. Esto foi en gran parte porque les nueves midíes nun rangu de frecuencies demostraron que l'espectru yera un térmicu, cuerpu negru, un resultáu que'l modelu del estáu estacionariu nun podía reproducir.
Harrison, Peebles y Yu, y per otra parte Zel'dovich diéronse cuenta que l'Universu primixeniu tendría que tener inhomogeneidades nun nivel de 10-4 o 10−5.Y. R. Harrison, "Fluctuaciones nel estragal de la cosmoloxía clásica", Phys. Rev. D1 (1970), 2726. P. J. Y. Peebles y J. T. Yu, "Les perturbaciones adiabáticas vírxenes nun Universu n'espansión", Astrophysical Journal 162 (1970), 815. Yá. B. Zel'dovich, "Una hipótesis, unificando la estructura y la entropía del Universu," Noticies mensuales de la Real Sociedá Astronómica 160 (1972). Rashid Siunyáiev dempués calculó la buelga observable qu'estes inhomogeneidades tendríen no fondero de radiación de microondes.R. A. Siunyáiev, "Fluctuaciones del fondu de radiación de microondes", en Estructures a Gran Escala del Universu ed. M. S. Longair y J. Einasto, 393. Dordrecht: Reidel 1978. Ente que esti ye'l primer artículu qu'alderica en detalle la buelga observacional de les inhomogeneidades de densidá como anisotropías no fondero de radiación de microondes, parte del trabayu de campu foi presentáu en Peebles y Yu, enriba. Incrementalmente les llendes estrictes de la anisotropía del fondu de radiación de microondes fueron establecíos por esperimentos basaos na tierra, pero la anisotropía detectar per primer vegada pol Radiómetru de Microondes Diferencial nel satélite COBE.George F. Smoot y otros. "Estructura nel COBE DMR mientres el primer añu de mapes", Astrophysical Journal 396 L1–L5 (1992). C. L. Bennett y otros. "Cuartu añu d'observaciones del fondu de radiación de microondes nel COBE DMR: mapes y resultancies básiques.", Astrophysical Journal 464 L1–L4 (1996).