Opgave
De foto laat de oudste straling uit het heelal zien, die wij nu nog kunnen waarnemen. Vergelijk het uitbreiden van deze straling eens met het uitbreiden van watergolven nadat je een steen in een gladde vijver hebt gegooid.
a) Maak hiervan een tekening die een model kan zijn voor de uitbreiding van de ultrakorte gammastraling en zet de tijdstippen erin van:
- De geboorte van het heelal;
- De ultrakorte gammastraling;
- De microgolfstraling van nu;
b) Geef de grootteorde van de golflengte van ultrakorte gammastraling.
c) Geef de grootteorde van de golflengte van microgolfstraling.
d) Waarvoor is het model goed bruikbaar, waarvoor totaal niet?
De temperatuur die bij een bepaalde straling hoort kun je berekenen met de zogenaamde verschuivingswet van Wien:
λmax * T = 2,898.10-3 m.K
e) Bereken met de door jou gekozen grootteordes van de golflengtes de temperatuur van de achtergrondstraling en de temperatuur van het gloeiende âbabyâ-heelal.
f) Welke bijzondere conclusie is er nu volgens de NASA uit deze foto te halen?
Uitwerking vraag (a)
Zie tekening:
Uitwerking vraag (b)
10-15m.
Uitwerking vraag (c)
10-3m.
Uitwerking vraag (d)
Wel bruikbaar: één plons, radiale uitbreiding, verdeling energie. Niet bruikbaar: cirkelgolven i.p.v. bolgolven, materie golft i.p.v. elektromagnetisch veld, schaalverhoudingen zijn anders.
Uitwerking vraag (e)
T = 2,898. 10-3 / 10-3 = 2,9 K. Dat is dicht bij de door de krant gegeven waarde. T = 2,898 10-3 / 10-15 = 0,29 1012 K.
Uitwerking vraag (f)
Dat de temperatuur van het gloeiende plasma niet overal gelijk was.
