Radiación de fondo de Microondas

La radiación de fondo de microondas (CMB en inglés) es la demostración de que un Big Bang sucedió y Fred Hoyle y los defensores del estado estacionario estaban equivocados.

Fue en 1931 cuando Karl Jansky, un ingeniero de los laboratorios Bell descubrió que un ruido extraterrestre perturbaba las líneas telefónicas. Aunque en este caso procedía del centro de la Vía Láctea.

Más tarde, en 1964 inmersos en plena carrera espacial, Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron accidentalmente el ruido de fondo de microondas mientras trabajaban en la creación de una nueva antena de alta sensibilidad (el Cuerno de Holmdel) para usar conjuntamente con el satélite ECHO-1 que actuaba como reflector pasivo, detectaron un ruido que no podían identificar. Ese ruido era mucho menos energético que la radiación de la Vía Láctea descubierta por Jansky tres décadas antes.

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 Fotografía del cuerno de Holmdel (wikipedia)

Después de afinar la recepción de la antena, el ruido fue finalmente identificado como ruido de fondo de microondas, lo cual confirmaba supuestos planteados por la teoría del Big Bang.

800px-WMAP

Imagen del WMAP de la anisotropía de la temperatura del CMB.

A medida que el universo se ha ido expandiendo el corrimiento al rojo se ha hecho patente. Actualmente la temperatura de ruido es de unos 2,7 K.

¿Cómo influye este ruido en las comunicaciones?

Evidentemente influye, pero hay que ver cómo y cuánto.

Desde la tierra, la observación está limitada a unas pocas ventanas en el rango de microondas ya que la atmósfera interfiere en dicho rango. Es decir, aunque influye, es un ruido casi despreciable salvo para alguna aplicación con requisitos de sensibilidad muy elevados.

El máximo de ruido está centrado en 280 GHz, pero también afecta a frecuencias satelitales más bajas (SHF y EHF) aunque en menor medida según disminuye la frecuencia.

A grandes rasgos, para frecuencias de microondas bajas (menos de 10 GHz) una antena apuntando al cenit y en buenas condiciones (cielo despejado) la temperatura de ruido de dicha antena sería poco superior a la temperatura de ruido del fondo de Microondas, resultando una temperatura de entre 4 y 6 K.

Según se disminuye el ángulo de elevación la temperatura de ruido de la antena aumenta muy considerablemente debido principalmente al ruido de la Tierra (en torno a los 290 K).

radiación

Como nota curiosa, muchos aseguraban que la niebla (o la estática) que se veía en las televisiones cuando sintonizaban en zonas vacías del espectro era precisamente el ruido de fondo de microondas. ¿Es cierto? Si, pero en una cantidad más que despreciable.

Referencias:

http://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.372-6-199408-S!!PDF-S.pdf

 

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