Космология - Моделирование анизотропии реликтового излучения
Когда мы смотрим на уточненную, скорректированную карту CMB всего неба, мы видим много загрязнений переднего плана, которые являются своего рода anisotropyна этих картах. Мы можем видеть, что эти выбросы на переднем плане происходят из галактики Млечный Путь. Интенсивность реликтового излучения высока в плоскости галактической плоскости и уменьшается по мере удаления. В них мы можем наблюдать вторичные анизотропии, которые являются синхротронным излучением галактики. Эти выбросы составляют основное загрязнение. Чтобы посмотреть на реликтовое излучение неба, нам нужно вычесть эти выбросы переднего плана.
На следующем изображении показано реликтовое излучение с излучениями переднего плана.
Дипольная анизотропия
Есть еще один вид анизотропии, который был обнаружен на карте всего неба CMB, он называется дипольной анизотропией. Это не связано с ранней вселенной. Это можно представить с помощью сферических гармонических функций. Если на сферической поверхности есть узор, и мы хотим отобразить его с помощью математических функций, мы можем сделать это с помощью тригонометрических функций. Итак, когда мы наносим карту, это может быть монополь, одинаковый во всех направлениях, или диполь, который меняет свойства при повороте на 180 градусов. Аналогично у нас есть квадруполь и так далее. Для сложного паттерна это может быть выражено как сумма этих монополей, диполей, квадруполей и т. Д.
CMB моделируется таким образом, что одним из основных источников анизотропии на карте всего неба является дипольная анизотропия, но это не изначальное моделирование CMB. Это можно увидеть на изображении ниже.
Направление диполя, которое мы видим, не является случайным направлением. Анизотропия диполя имеет направленность. Мы видим интенсивность реликтового излучения в определенном направлении. Это направление связано с вектором скорости солнечной системы. Скорость Земли может быть представлена относительно Солнца или центра галактики. Направление, в котором движется Земля, мы наблюдаем Синее смещение и Красное смещение, и диполь лежит вдоль этого направления.
Это изображение имеет типичный вид диполя, потому что наша Галактика движется в определенном направлении. В результате одна сторона неба будет отображаться с красным смещением, а другая сторона неба будет с синим смещением. В этом случае Redshifting означает, что фотоны длиннее по длине волны = холоднее (поэтому в обратном направлении от своего имени они выглядят синими на диаграмме выше).
Можно сказать, что Земля движется в определенном направлении относительно Солнца / центра Галактики / реликтового излучения в небе в данный момент. Тогда, если мы посмотрим под любым углом и измерим температуру реликтового излучения, все будет иначе. Это потому, что мы измеряем фотоны с синим или красным смещением и в зависимости от луча зрения фотонов в небе.
Что следует помнить
Загрязнение переднего плана на карте всего неба CMB называется анизотропией CMB.
Эти выбросы происходят из нашей галактики Млечный Путь.
Есть 2 типа анизотропии: дипольная анизотропия и угловая анизотропия спектра мощности.
Анизотропия диполя имеет определенное направление, тогда как анизотропия углового спектра мощности распространяется повсюду.