Holmdel Horn-antenni

Suuri Sarviantenni ja kosmisen taustasäteilyn löytyminen

APS: n varapuheenjohtaja Curtis Callan esitti 9.joulukuuta 2008 Bell Labsille muistolaatan muistoksi Alkuräjähdyksestä todistaneen kosmisen taustasäteilyn (CMB) löytymisestä. Bell Labsin radioastronomit Arno Penzias ja Robert Wilson käyttivät suurta torviantennia vuosina 1964 ja 1965 Linnunradan signaalien kartoittamiseen, kun he löysivät SERENDIPITTISESTI CMB: n. Kuten lainauksessa on kirjoitettu, ” tämä odottamaton löytö, joka tarjoaa vahvoja todisteita siitä, että maailmankaikkeus sai alkunsa Alkuräjähdyksestä, aloitti kokeellisen kosmologian.”Penzias ja Wilson jakoivat löydöstensä kunniaksi Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1978.

CMB on kaikkeuden luomisesta jäänyt ”kohina”. Mikroaaltosäteily on vain 3 astetta absoluuttisen nollan yläpuolella tai -270 astetta C,1 ja se on tasaisesti havaittavissa kaikista suunnista. Sen läsnäolo osoittaa, että universumimme sai alkunsa erittäin kuumassa ja rajussa räjähdyksessä, jota kutsutaan Alkuräjähdykseksi, 13,7 miljardia vuotta sitten.

vuonna 1960 Bell Labs rakensi Holmdeliin, NJ: ään 20 jalan torvenmuotoisen antennin, jota voitiin käyttää varhaisen Echo-nimisen satelliittijärjestelmän kanssa. Tarkoituksena oli kerätä ja vahvistaa radiosignaaleja, jotta ne voitaisiin lähettää pitkiä matkoja, mutta muutaman vuoden kuluttua laukaistiin toinen satelliitti ja Echo tuli vanhentuneeksi.2
koska antenni ei ollut enää sidottu kaupallisiin sovelluksiin, se oli nyt vapaa tutkimuskäyttöön. Penzias ja Wilson tarttuivat tilaisuuteen analysoida radiosignaaleja galaksien välisistä tiloista.3 mutta kun he alkoivat käyttää sitä, he kohtasivat joka suunnasta tulevan hellittämättömän mikroaaltojen ”äänen”. Jos he tekisivät kokeita antennilla, heidän olisi löydettävä keino poistaa kohina.

Penzias ja Wilson testasivat kaiken mahdollisen sulkeakseen pois säteilymailan lähteen. He tiesivät, ettei se ollut säteilyä Linnunradasta tai maan ulkopuolisista radiolähteistä. He suuntasivat antennin kohti New Yorkia sulkemaan pois ”urban interferenssin”, ja tekivät analyysin hylätäkseen mahdolliset sotilaskokeet listaltaan.4

sitten he löysivät antennista pesivien kyyhkyjen jätöksiä. He siivosivat sotkun ja yrittivät poistaa linnut ja estää niitä lepäämästä, mutta ne jatkoivat lentämistä takaisin. ”Päästäksemme heistä eroon, totesimme lopulta, että inhimillisin asia oli hankkia haulikko – – ja hyvin lähietäisyydeltä vain tappaa heidät välittömästi. Se ei ole asia, josta olen iloinen, mutta se tuntui ainoalta ulospääsyltä ongelmastamme, Penzias sanoi.5 niin kyyhkyset lähtivät pienemmällä pamauksella, mutta meteli pysyi, joka suunnasta.”6

samaan aikaan kaksi tähtitieteilijää sai tietää, että Princetonin yliopiston fyysikko Robert Dicke oli ennustanut, että jos alkuräjähdys olisi tapahtunut, koko maailmankaikkeudesta löytyisi matalatasoista säteilyä. Dicke oli suunnittelemassa koetta tämän hypoteesin testaamiseksi, kun Penzias otti häneen yhteyttä. Kuultuaan Penziasin ja Wilsonin löydöstä Dicke kääntyi laboratoriokollegoidensa puoleen ja sanoi ” No pojat, meidät on kauhottu.”7

vaikka molemmat ryhmät julkaisivat tuloksensa Astrophysical Journal Lettersissä, vain Penzias ja Wilson saivat Nobelin palkinnon CMB: n löytämisestä.

torviantenni nimettiin kansalliseksi historialliseksi maamerkiksi vuonna 1990. Sen merkitys kosmologian alan uuden arvostuksen ja alkuperämme paremman ymmärtämisen edistämisessä voidaan tiivistää seuraavasti: ”tiedemiehet ovat leimanneet löydön 1900-luvun suurimmaksi tieteelliseksi löydöksi.”8

©2009, Alaina G. Levine

1 hu, Wayne, ”An Introduction to the Cosmic Microwave Background”, Luento annettu Institute for Advanced Studyssa 25.lokakuuta 1996.
2 ”A Science Odyssey: People and Discoveries: Penzias and Wilson discover cosmic microwave radiation 1965,” PBS.
3 ” This Month in Physics History, June 1963: Discovery of the Cosmic Microwave Background, APS News, heinäkuu 2002.
4 Schoenstein, Ralph,” The Big Bang ’s Echo”, All Things Considered, NPR, May 17, 2005.
5 sama.
6 sama.
7 sama.
8 sama.