মহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণ

ডিপথট থেকে
CMB Angular Power Spectrum.png
<math>P_{rad}(k) = A(k\eta_0)^{n-1}</math>
<math>T(n) = \sum_{l=0}^\infty \sum_{m=-l}^l a_{lm} Y_{lm}(n)</math>
<math>C_l = \langle|a_{lm}|^2\rangle = 2^n \pi^2 A \frac{\Gamma(3-n)\Gamma\left(l+\frac{n-1}{2}\right)}{\Gamma^2\left(\frac{4-n}{2}\right)\Gamma\left(l+\frac{5-n}{2}\right)}</math>
<math>n=1 \rightarrow C_l \propto [l(l+1)]^{-1} \Rightarrow l(l+1)C_l = \text{constant}</math>

সমবর্তন

সিএমবি কিছুটা সমবর্তিত যদিও তার পরিমাণ খুব কম। সমবর্তিত বিকিরণের পরিমাণ হয়তো কয়েক মাইক্রো কেলভিন হবে যেখানে সিএমবি-র তাপমাত্রা ২.৭ কেলভিন। সমবর্তন দুই ধরণের কারণে ঘটে, দুই ভিন্ন ধরণের প্রক্রিয়ায় ঘটা সমবর্তনকে দুটি ভিন্ন নামে ডাকা হয়: ই-মোড এবং বি-মোড সমবর্তন। স্থির তড়িতের কথা মাথায় রাখলেই বুঝে ফেলা সম্ভব এখানে ই-র সাথে তড়িৎ এবং বি-র সাথে চৌম্বক ক্ষেত্রের সাদৃশ্য রয়েছে। বাস্তবতা তাই। প্রমাণ দুটি সূত্র:

  1. তড়িৎ ক্ষেত্র তথা ই-এর কার্ল শূন্য
  2. চৌম্বক ক্ষেত্র তথা বি-এর ডাইভারজেন্স শূন্য

সিএমবি-র ই এবং বি মোডের আচরণ এমনটাই হওয়ার কথা। ই-মোড সমবর্তনের সৃষ্টি হয় একটি অসমসত্ত্ব প্লাজমায় সিএমবি ফোটনের টমসন বিচ্ছুরণের মাধ্যমে। অর্থাৎ কম শক্তির ফোটন প্লাজমার উচ্চ শক্তির ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষের মাধ্যমে শক্তি অর্জনের পাশাপাশি কোন বিশেষ দিকেও আন্দোলিত হয়। এ কারণে সমবর্তন সৃষ্টি হয়। ই-মোড সমবর্তিত বিকিরণের তাপমাত্রা হবে সর্বোচ্চ ০.১ মাইক্রো কেলভিন।

তবে বি-মোডের কারণ আরও জটিল। এখন পর্যন্ত এটা সনাক্ত করা সম্ভব হয়নি। আদিম ইনফ্লেশনের কারণেই এই সমবর্তন এবং এটা নির্ভর করে প্রাচীনতম মহাকর্ষীয় তরঙ্গের ঘনত্বের উপর। দুটি কারণে বি-মোড সনাক্ত করা খুব কঠিন হবে: প্রথমত, পুরোভূমি দূষণের পরিমাণ কত তা আমরা জানি না, দ্বিতীয়ত, দুর্বল মহাকর্ষীয় লেন্সিং এর কারণে ই-মোড বি-মোডের সাথে মিশ্রিত হয়ে যায়।