Aplicación Clase #5: Distribución de Maxwell-Boltzman & Teoría de Plank

El Fondo Cósmico de Microondas

El fondo cósmico de microondas (CMB) es una forma de radiación electromagnética descubierta en 1965 que llena el universo por completo. Es clave en el modelo del Big Bang caliente, y es la observación más importante que distingue entre el Big Bang y los otros modelos estables del Universo. 

El espectro del CMB es el de un cuerpo negro descrito por la Ley de Planck, con una temperatura máxima cercana a $2.725K$, de acuerdo a la ley de Wien. 

Un cuerpo negro es un objeto opaco, isotérmico y no reflectivo. Incluso aunque la temperatura del universo cambia mientras este evoluciona ($T_{CMB} = T_0(1+z)$ ), el universo parece isotérmico porque el enrojecimiento ($z$) de la radiación hace que el universo distante, aunque esté mas caliente parezca tener exactamente la misma temperatura del universo el día de hoy. 

El modelo original del Big Bang predecía pequeñas anisotropías en la temperatura del CMB que pudieron finalmente ser detectadas por el satélite COBE  (Cosmic Background Explorer) entre 1986 y 1996 y fue estudiado a mayor profundidad por WMAP (Wilkinson Anisotropy Probe)  con lo que se ha podido restringir algunas de las constantes cosmológicas fundamentales, desvelando la composición del universo en un 4% de materia bariónica, un 22% de materia oscura y un 74% de energía oscura. Estas sobre densidades también arrojan indicios sobre la formación de las primeras estructuras a gran escala y la distribución actual de galaxias.