Holmdel hoornantenne

de grote hoornantenne en de ontdekking van kosmische Microgolfachtergrondstraling

als onderdeel van het APS historic sites initiative, presenteerde ApS Vice-President Curtis Callan op 9 December 2008 een plaquette aan Bell Labs ter herdenking van de ontdekking van de kosmische Microgolfachtergrondstraling (CMB) die bewijs leverde voor de oerknal. Bell Labs radioastronomen Arno Penzias en Robert Wilson gebruikten een grote hoornantenne in 1964 en 1965 om signalen van de Melkweg in kaart te brengen, toen ze serendipitously de CMB ontdekten. Zoals geschreven in de citaat, “deze onverwachte ontdekking, het aanbieden van sterk bewijs dat het universum begon met de oerknal, luidde in experimentele kosmologie. Penzias en Wilson deelden de Nobelprijs voor de natuurkunde in 1978 ter ere van hun bevindingen.

de CMB is “ruis” die overblijft na de schepping van het universum. De microgolfstraling is slechts 3 graden boven het Absolute nulpunt of -270 graden C, 1 en is gelijkmatig waarneembaar vanuit alle richtingen. Zijn aanwezigheid toont aan dat ons universum begon in een extreem hete en gewelddadige explosie, genaamd De Big Bang, 13,7 miljard jaar geleden.In 1960 bouwde Bell Labs een hoornvormige antenne van 20 voet in Holmdel, NJ voor gebruik met een vroeg satellietsysteem genaamd Echo. De bedoeling was om radiosignalen te verzamelen en te versterken om ze over lange afstanden te verzenden, maar binnen een paar jaar werd een andere satelliet gelanceerd en werd Echo overbodig.Aangezien de antenne niet langer aan commerciële toepassingen gebonden was, was deze nu vrij voor onderzoek. Penzias en Wilson grepen de kans aan om het te gebruiken om radiosignalen te analyseren van de ruimtes tussen sterrenstelsels.3 maar toen ze het begonnen te gebruiken, stuitten ze op een hardnekkig “geluid” van microgolven die uit alle richtingen kwamen. Als ze experimenten met de antenne zouden uitvoeren, zouden ze een manier moeten vinden om de ruis te verwijderen.Penzias en Wilson testten alles wat ze konden bedenken om de bron van de straling uit te sluiten. Ze wisten dat het geen straling was van de Melkweg of buitenaardse radiobronnen. Ze wezen de antenne naar New York City om “stedelijke interferentie” uit te sluiten, en deden analyse om mogelijke militaire testen van hun lijst af te wijzen.4

toen vonden ze uitwerpselen van duiven in de antenne. Ze ruimden de rommel op en probeerden de vogels te verwijderen en ze te ontmoedigen om te slapen, maar ze bleven terugvliegen. “Om van ze af te komen, vonden we eindelijk het meest humane ding om een schot pistool te krijgen…en op zeer korte afstand doodden ze direct. Het is niet iets waar ik blij mee ben, maar dat leek de enige manier om uit ons dilemma te komen,” zei Penzias.5 ” en zo vertrokken de duiven met een kleinere knal, maar het geluid bleef, komend uit alle richtingen.”6

tegelijkertijd ontdekten de twee astronomen dat de natuurkundige Robert Dicke van de Universiteit van Princeton had voorspeld dat als de oerknal had plaatsgevonden, er in het hele universum lage straling zou worden gevonden. Dicke stond op het punt een experiment te ontwerpen om deze hypothese te testen toen Penzias contact met hem opnam. Bij het horen van Penzias ‘en Wilson’ s ontdekking, Dicke wendde zich tot zijn collega ‘ s in het laboratorium en zei: “nou jongens, we zijn schepte.”7

hoewel beide groepen hun resultaten publiceerden in Astrophysical Journal Letters, ontvingen alleen Penzias en Wilson de Nobelprijs voor de ontdekking van de CMB.De hoornantenne werd in 1990 aangewezen als National Historic Landmark. De betekenis ervan in het bevorderen van een nieuwe waardering voor het gebied van kosmologie en een beter begrip van onze oorsprong kan worden samengevat door het volgende: “wetenschappers hebben de ontdekking bestempeld als de grootste wetenschappelijke ontdekking van de 20e eeuw.”8

©2009, Alaina G. Levine

1 Hu, Wayne, “An Introduction to the Cosmic Microwave Background”, Lecture given at the Institute for Advanced Study, October 25, 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, juli 2002.4 Schoenstein, Ralph,” The Big Bang ’s Echo,” All Things Considered, NPR, 17 mei 2005.
5 Ibid.
6 Ibid.
7 Ibid.
8 Ibid.