Kosmologia - modelowanie anizotropii KMPT
Kiedy patrzymy na dopracowaną, poprawioną mapę całego nieba KMPT, widać dużo zanieczyszczeń pierwszego planu, co jest rodzajem anisotropyna tych mapach. Widzimy, że te emisje na pierwszym planie pochodzą z galaktyki Drogi Mlecznej. Intensywność KMPT jest wysoka wzdłuż płaszczyzny galaktyki i zmniejsza się, gdy się oddalamy. W nich możemy zaobserwować wtórne anizotropie, czyli emisje synchrotronowe z galaktyki. Te emisje stanowią zanieczyszczenie pierwszego planu. Aby spojrzeć na emisję KMPT z nieba, musimy odjąć te emisje na pierwszym planie.
Poniższy obraz przedstawia CMB z emisjami na pierwszym planie.
Anizotropia dipolowa
Istnieje inny rodzaj anizotropii, który został znaleziony na mapie całego nieba KMPT, nazywany anizotropią dipolową. Nie jest to związane z wczesnym wszechświatem. Można to przedstawić za pomocą sferycznych funkcji harmonicznych. Jeśli na powierzchni kulistej znajduje się wzór i chcemy go odwzorować za pomocą funkcji matematycznych, możemy to zrobić za pomocą funkcji trygonometrycznych. Tak więc, kiedy mapujemy, może to być monopol - taki sam w każdym kierunku lub dipol - odwraca właściwości po obróceniu o 180 stopni. Podobnie mamy kwadrupol i tak dalej. W przypadku złożonego wzoru można go wyrazić jako sumę tych monopoli, dipoli, kwadrupoli itp.
KMPT jest modelowany w taki sposób, że jednym z głównych źródeł anizotropii na mapie całego nieba jest anizotropia dipolowa, ale nie jest to pierwotne modelowanie KMPT. Można to zobaczyć na poniższym obrazku.
Kierunek dipola, który widzimy, nie jest żadnym przypadkowym kierunkiem. Anizotropia dipolowa ma kierunek. Widzimy intensywność KMPT wzdłuż określonego kierunku. Kierunek ten wynika z wektora prędkości Układu Słonecznego. Prędkość Ziemi można przedstawić w odniesieniu do słońca lub środka galaktyki. Kierunek, w którym porusza się Ziemia, obserwujemy przesunięcie ku błękitowi i przesunięcie ku czerwieni, a dipol leży w tym kierunku.
Powyższy obraz ma typowy wygląd dipolowy, ponieważ nasza Galaktyka porusza się w określonym kierunku. W rezultacie jedna strona nieba będzie wyglądać na przesuniętą do czerwieni, a po drugiej stronie z przesunięciem do niebieskiego. W tym przypadku przesunięcie ku czerwieni oznacza, że fotony mają dłuższą długość fali = chłodniejszą (więc odwrotnie od nazwy, na powyższym schemacie wyglądają na niebieskie).
Można powiedzieć, że w danej chwili Ziemia porusza się w określonym kierunku względem słońca / centrum galaktyki / KMPT na niebie. Wtedy, jeśli spojrzymy pod dowolnym kątem i zmierzymy temperaturę dla KMPT, byłoby inaczej. Dzieje się tak, ponieważ mierzymy fotony, które są przesunięte do niebieskiego lub do czerwieni i zależą od linii widzenia fotonów na niebie.
Punkty do zapamiętania
Zanieczyszczenie pierwszego planu na mapie całego nieba KMPT nazywa się anizotropią KMPT.
Te emisje pochodzą z naszej własnej galaktyki Drogi Mlecznej.
Dwa typy anizotropów to: anizotropia dipolowa i anizotropia widma mocy kątowej.
Anizotropia dipolowa przebiega w określonym kierunku, podczas gdy anizotropia kątowego spektrum mocy rozprzestrzenia się wszędzie.