การเลื่อนไปทางแดงและรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง การเลื่อนไปทางแดงและรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล

การเลื่อนไปทางแดง vs. รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล

แถบการดูดกลืนแสงในสเปกตรัมของแสงที่ได้จากกระจุกดาราจักรอันห่างไกล (ด้านขวา) เปรียบเทียบกับแถบการดูดกลืนแสงในสเปกตรัมของแสงดวงอาทิตย์ (ด้านซ้าย) ลูกศรชี้แสดงถึงการเลื่อนไปทางแดง ความยาวคลื่นจะเพิ่มขึ้นและความถี่ลดลง ในวิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ การเลื่อนไปทางแดง (Redshift) เกิดขึ้นเมื่อการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (โดยมากเป็นแสงที่ตามองเห็น) มีการเปล่งแสงหรือสะท้อนกับวัตถุ แล้วเกิดปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ทำให้สเปกตรัมของคลื่นเลื่อนตัวไปในทางฝั่งสีแดงของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า (ซึ่งมีพลังงานน้อยกว่า) การเลื่อนไปทางแดงจึงหมายถึงการที่ผู้สังเกตหรืออุปกรณ์ตรวจจับได้รับรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับแหล่งกำเนิด การที่ความยาวคลื่นเพิ่มขึ้นสัมพันธ์กับการที่ความถี่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าลดลง ดังนั้นในทางตรงกันข้าม หากตรวจพบว่าความยาวคลื่นลดลงก็จะเรียกปรากฏการณ์นั้นว่า การเลื่อนไปทางน้ำเงิน การเลื่อนไปทางแดงที่เกิดจากปรากฏการณ์ดอปเพลอร์เกิดขึ้นเมื่อแหล่งกำเนิดแสงเคลื่อนที่ห่างออกไปจากผู้สังเกต เช่นเดียวกับการเคลื่อนดอปเปลอร์ซึ่งความถี่จะเปลี่ยนแปลงลดลงเมื่อต้นกำเนิดเสียงเคลื่อนห่างออกไป ฟิสิกส์ดาราศาสตร์สเปกโตรสโกปีอาศัยปรากฏการณ์ดอปเพลอร์เช่นนี้ในการคำนวณการเคลื่อนที่ของวัตถุทางดาราศาสตร์ที่อยู่ในที่ห่างไกล. รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (cosmic microwave background radiation; เรียกย่อว่า CMB, MBR, หรือ CMBR) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารูปแบบหนึ่งที่แผ่อยู่ในเอกภพ กล่าวให้เข้าใจง่าย เมื่อเรามองดูท้องฟ้าด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ห้วงอวกาศระหว่างดาวและดาราจักรต่างๆ จะไม่เป็นสีดำ แต่กลับมีการเรืองแสงน้อยๆ อยู่ที่เกือบจะเป็นไปในทิศทางเดียวกัน โดยเส้นเรืองแสงนั้นไม่ได้มาจากดาวฤกษ์หรือดาราจักรใดๆ เลย เส้นเรืองแสงนี้จะเข้มที่สุดในย่านคลื่นไมโครเวฟของสเปกตรัมวิทยุ มันจึงได้ชื่อว่า รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล ส่วนที่เกี่ยวข้องกับรังสีก็เนื่องมาจากทฤษฎีซึ่งเป็นที่แพร่หลายที่อธิบายว่า การแผ่รังสีนี้เป็นสิ่งหลงเหลือจากเอกภพยุคแรกเริ่ม การตรวจวัดการแผ่รังสีพื้นหลังของจักรวาลอย่างแม่นยำมีความสำคัญมากในการศึกษาจักรวาลวิทยา เพราะแบบจำลองของเอกภพใดๆ ก็ตามจะต้องสามารถอธิบายการแผ่รังสีที่ตรวจพบนี้ได้ด้วย การค้นพบเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1965 ที่ว่ากันว่าเป็นรังสีที่แผ่ปกคลุมทั้งเอกภพ มีสเปกตรัมคล้ายกับวัตถุดำที่มีอุณหภูมิ 2.725 เคลวินในช่วงความถี่160.2 กิโลเฮิร์ตซ์ หรือคำนวณเป็นความยาวคลื่นประมาณ 1.9 มิลลิเมตรนักจักรวาลวิทยาส่วนใหญ่คิดว่าไมโครเวฟพื้นหลังนี้เป็นหลักฐานที่ดีที่สุดสำหรับการสนับสนุนทฤษฎีบิ๊กแบง อันเป็นทฤษฎีการกำเนิดเอกภพที่ได้รับความเชื่อถือมากที่สุดในปัจจุบัน.

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

ในวิชาฟิสิกส์ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic radiation) หมายถึงคลื่น (หรือควอนตัมโฟตอน) ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ผ่านปริภูมิโดยพาพลังงานจากการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า โดยคลาสสิก รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นการสั่นประสานของสนามไฟฟ้าและแม่เหล็กซึ่งแผ่ผ่านสุญญากาศด้วยความเร็วแสง การสั่นองสนามทั้งสองนี้ตั้งฉากกันและตั้งฉากกับทิศทางของการแผ่พลังงานและคลื่น ทำให้เกิดคลื่นตามขวาง แนวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเปล่งจากแหล่งกำเนิดจุด (เช่น หลอดไฟ) เป็นทรงกลม ตำแหน่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถจำแนกลักษณะได้โดยความถี่ของการสั่นหรือความยาวคลื่น สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้ามีคลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ รังสีอินฟราเรด แสงที่มองเห็นได้ รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา โดยเรียงความถี่จากน้อยไปมากและความยาวคลื่นจากมากไปน้อย คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดเมื่ออนุภาคมีประจุถูกเร่ง แล้วคลื่นเหล่านี้จะสามารถมีอันตรกิริยากับอนุภาคมีประจุอื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพาพลังงาน โมเมนตัมและโมเมนตัมเชิงมุมจากอนุภาคแหล่งกำเนิดและสามารถส่งผ่านคุณสมบัติเหล่านี้แก่สสารซึ่งไปทำอันตรกิริยาด้วย ควอนตัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเรียก โฟตอน ซึ่งมีมวลนิ่งเป็นศูนย์ แต่พลังงานหรือมวลรวม (โดยสัมพัทธ์) สมมูลไม่เป็นศูนย์ ฉะนั้นจึงยังได้รับผลจากความโน้มถ่วง รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสัมพันธ์กับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านั้นซึ่งสามารถแผ่ตนเองได้โดยปราศจากอิทธิพลต่อเนื่องของประจุเคลื่อนที่ที่ผลิตมัน เพราะรังสีนั้นมีระยะห่างเพียงพอจากประจุเหล่านั้นแล้ว ฉะนั้น บางทีจึงเรียกรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าว่าสนามไกล ในภาษานี้สนามใกล้หมายถึงสนามแม่เหล็กไฟฟ้าใกล้ประจุและกระแสที่ผลิตมันโดยตรง โดยเจาะจงคือ ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต ในทฤษฎีควอนตัมแม่เหล็กไฟฟ้า รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยโฟตอน อนุภาคมูลฐานซึ่งทำให้เกิดอันตรกิริยาแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งสิ้น ฤทธิ์ควอนตัมทำให้เกิดแหล่งรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเพิ่ม เช่น การส่งผ่านอิเล็กตรอนไประดับพลังงานต่ำกว่าในอะตอมและการแผ่รังสีวัตถุดำ โฟตอนความถี่สูงขึ้นจะมีพลังงานมากขึ้น ความสัมพันธ์นี้เป็นไปตามสมการของพลังค์ E.

การเลื่อนไปทางแดงและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า · รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล · ดูเพิ่มเติม »

ความยาวคลื่น

ซน์ ความยาวคลื่นมีค่าเท่ากับระยะห่างระหว่างยอดคลื่น ความยาวคลื่น คือระยะทางระหว่างส่วนที่ซ้ำกันของคลื่น สัญลักษณ์แทนความยาวคลื่นที่ใช้กันทั่วไปคือ อักษรกรีก แลมบ์ดา (λ).

การเลื่อนไปทางแดงและความยาวคลื่น · ความยาวคลื่นและรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล · ดูเพิ่มเติม »

ความถี่

วามถี่ (frequency) คือจำนวนการเกิดเหตุการณ์ซ้ำในหนึ่งหน่วยของเวลา ความถี่อาจเรียกว่า ความถี่เชิงเวลา (temporal frequency) หมายถึงแสดงให้เห็นว่าต่างจากความถี่เชิงพื้นที่ (spatial) และความถี่เชิงมุม (angular) คาบคือระยะเวลาของหนึ่งวงจรในเหตุการณ์ที่เกิดซ้ำ ดังนั้นคาบจึงเป็นส่วนกลับของความถี่ ตัวอย่างเช่น ถ้าหัวใจของทารกเกิดใหม่เต้นที่ความถี่ 120 ครั้งต่อนาที คาบ (ช่วงเวลาระหว่างจังหวะหัวใจ) คือครึ่งวินาที (นั่นคือ 60 วินาทีหารจาก 120 จังหวะ) ความถี่เป็นตัวแปรสำคัญในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม สำหรับระบุอัตราของปรากฏการณ์การแกว่งและการสั่น เช่น การสั่นของเครื่องจักร โสตสัญญาณ (เสียง) คลื่นวิทยุ และแสง.

การเลื่อนไปทางแดงและความถี่ · ความถี่และรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล · ดูเพิ่มเติม »