Vũ trụ học - Mô hình hóa các chất dị hướng CMB

Khi chúng tôi nhìn vào bản đồ CMB bầu trời đã được tinh chỉnh, chỉnh sửa, có rất nhiều ô nhiễm tiền cảnh, đó là một loại anisotropytrong các bản đồ này. Chúng ta có thể thấy rằng những khí thải tiền cảnh này là từ dải ngân hà. Cường độ của CMB cao dọc theo mặt phẳng của mặt phẳng thiên hà và giảm cường độ khi chúng ta di chuyển ra xa. Trong đó, chúng ta có thể quan sát các dị hướng thứ cấp, là sự phát xạ đồng bộ từ thiên hà. Các khí thải này tạo nên ô nhiễm nền trước. Để xem xét lượng phát xạ CMB từ bầu trời, chúng ta cần phải trừ đi các phát thải tiền cảnh này.

Hình ảnh sau đây cho thấy CMB với phát xạ tiền cảnh.

Dipole Anisotropy

Có một loại dị hướng khác, được tìm thấy trong bản đồ toàn bầu trời CMB, nó được gọi là Dị hướng lưỡng cực. Nó không liên quan đến vũ trụ sơ khai. Điều này có thể được biểu diễn bằng cách sử dụng các hàm điều hòa hình cầu. Nếu có một mẫu trên bề mặt hình cầu và chúng ta muốn ánh xạ nó bằng các hàm toán học, chúng ta có thể làm như vậy bằng cách sử dụng các hàm lượng giác. Vì vậy, khi chúng ta lập bản đồ, nó có thể là một đơn cực - giống nhau ở mọi hướng, hoặc một lưỡng cực - đảo lộn các đặc tính khi xoay 180 độ. Tương tự, chúng ta có tứ cực và như vậy. Đối với một mẫu phức tạp, nó có thể được biểu thị bằng tổng của các đơn cực, lưỡng cực, tứ cực, v.v.

CMB được mô hình hóa theo cách mà một trong những nguồn chính gây dị hướng trong toàn bộ bản đồ bầu trời là dị hướng lưỡng cực này, nhưng nó không phải là mô hình ban đầu của CMB. Điều này có thể được nhìn thấy trong hình ảnh dưới đây.

Hướng lưỡng cực mà chúng ta thấy không phải là hướng ngẫu nhiên. Dị hướng lưỡng cực có hướng. Ta thấy cường độ CMB dọc theo một hướng xác định. Hướng này là do vector vận tốc của hệ mặt trời. Vận tốc của trái đất có thể được biểu thị theo mặt trời hoặc trung tâm của thiên hà. Hướng mà trái đất đang chuyển động, chúng ta quan sát thấy một Blueshift và Redshift và lưỡng cực nằm dọc theo hướng này.

Hình ảnh trên có dạng lưỡng cực điển hình vì Thiên hà của chúng ta đang di chuyển theo một hướng cụ thể. Kết quả là - một bên của bầu trời sẽ xuất hiện Dịch chuyển đỏ và bên kia bầu trời sẽ xuất hiện Dịch chuyển. Trong trường hợp này, Dịch chuyển đỏ có nghĩa là các photon có bước sóng dài hơn = lạnh hơn (vì vậy ngược với tên của chúng, chúng trông có màu xanh lam trong biểu đồ trên).

Có thể nói, trái đất đang chuyển động theo một hướng cụ thể nào đó so với mặt trời / tâm thiên hà / CMB trên bầu trời tại một thời điểm nhất định. Sau đó, nếu chúng ta nhìn vào một góc bất kỳ và đo nhiệt độ cho CMB, nó sẽ khác. Điều này là do, chúng tôi đang đo các photon được Dịch chuyển màu xanh hoặc Dịch chuyển đỏ và phụ thuộc vào đường ngắm của các photon trên bầu trời.

Những điểm cần nhớ

• Sự ô nhiễm tiền cảnh trong CMB all sky map được gọi là dị hướng của CMB.

• Những khí thải này là từ dải ngân hà của chúng ta.

• 2 loại dị hướng là: Dị hướng lưỡng cực và dị hướng phổ công suất góc.

• Dị hướng lưỡng cực là theo một hướng cụ thể, trong khi dị hướng Phổ công suất góc được lan truyền khắp nơi.