ホルムデルホーンアンテナ

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ラージホーンアンテナと宇宙マイクロ波背景放射の発見

APS史跡イニシアチブの一環として、December9、2008、Aps副社長カーティス-カランは、ビッグバンの証拠を提供した宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の発見を記念してベル研究所にプラークを発表した。 ベル研究所の電波天文学者アルノ・ペンジアス(Arno Penzias)とロバート・ウィルソン(Robert Wilson)は、1964年と1965年に大きなホーンアンテナを使って天の川からの信号をマッピングしていたが、彼らは偶然にもCMBを発見した。 引用に書かれているように、”この予想外の発見は、宇宙がビッグバンから始まったという強い証拠を提供し、実験的宇宙論を導いた。”ペンジアスとウィルソンは、彼らの発見に敬意を表して1978年にノーベル物理学賞を共有しました。

CMBは宇宙の創造から残された「ノイズ」である。 マイクロ波放射は、絶対零度または-270℃のわずか3度であり、すべての方向から均一に知覚される1である。 その存在は、私たちの宇宙が137億年前にビッグバンと呼ばれる非常に熱く激しい爆発で始まったことを示しています。

1960年、ベル研究所はニュージャージー州ホルムデルに20フィートのホーン型アンテナを建設し、エコーと呼ばれる初期の衛星システムで使用した。 その意図は、長距離を送信するために無線信号を収集して増幅することでしたが、数年以内に別の衛星が打ち上げられ、エコーは時代遅れになりました。2
アンテナは商用アプリケーションに縛られなくなり、現在は研究のために無料でした。 PenziasとWilsonは、銀河間の空間からの無線信号を分析するためにそれを使用する機会に飛びつきました。3しかし、彼らがそれを採用し始めたとき、彼らはあらゆる方向から来たマイクロ波の永続的な”騒音”に遭遇しました。 彼らがアンテナで実験を行うならば、彼らは静電気を取り除く方法を見つけなければならないでしょう。

PenziasとWilsonは、放射線ラケットの源を排除するために考えることができるすべてをテストしました。 彼らは、それが天の川や地球外の電波源からの放射線ではないことを知っていました。 彼らは”都市の干渉”を排除するためにニューヨーク市にアンテナを指摘し、彼らのリストから可能な軍事試験を却下するための分析を行った。4

その後、彼らはアンテナに営巣しているハトの糞を発見した。 彼らは混乱を一掃し、鳥を取り除き、雄鶏から彼らを落胆させようとしましたが、彼らは戻って飛んでいきました。 “それらを取り除くために、我々は最終的に最も人道的なことはショット銃を取得することだった発見した…と非常に近い範囲でちょうど即座にそれらを それは私が満足しているものではありませんが、それは私たちのジレンマから抜け出す唯一の方法のように思えました”とPenziasは言いました。5″そして、ハトは小さな強打で残っていましたが、騒音はあらゆる方向から来ていました。”6

同時に、二人の天文学者は、プリンストン大学の物理学者ロバート-ディッケがビッグバンが発生した場合、宇宙全体に低レベルの放射線が見られると予測していたことを学んだ。 Dickeは、Penziasから連絡を受けたときに、この仮説をテストする実験を設計しようとしていました。 PenziasとWilsonの発見を聞いたDickeは、彼の研究室の同僚に目を向けて、「まあ、男の子、私たちはスクープされました。”7

両方のグループがAstrophysical Journal Lettersにその結果を発表しましたが、PENZIASとWilsonだけがCMBの発見でノーベル賞を受賞しました。

ホーンアンテナは1990年に国定歴史建造物に指定された。 宇宙論の分野への新たな理解と私たちの起源のより良い理解を促進する上でのその意義は、以下によって要約することができます：”科学者たちは、20世紀の最大の科学的発見を発見したとラベル付けしています。”8

©2009, アライナG. Levine

1Hu,Wayne,”An Introduction to The Cosmic Microwave Background”,Institute for Advanced Study,October25,1996.
2″A Science Odyssey:People and Discoveries:Penzias and Wilson discover cosmic microwave radiation1965,”PBS.
3″This Month in Physics History,June1963:Discovery of The Cosmic Microwave Background,”APS News,July2002.
4Schoenstein,Ralph,”The Big Bang’s Echo,”All Things Considered,NPR,May17,2005.
5同上。
6同上。
7同上。
8