Астрономический сайт

Загадки земли и вселенной

Реликтовое излучение

Вселенная
Вселенная пронизана радиоволнами миллиметрового диапазона, распространяющимися равномерно по всем направлениям. Это фоновое излучение Вселенной, которое называют реликтовым. Энергия, содержащаяся в реликтовом излучении, больше световой энергии, испущенной всеми звездами за время жизни. И это излучение действительно представляет собой остаток, реликт сверхплотного и горячего (с температурой в миллиарды градусов и выше) состояния Вселенной в ее далеком прошлом, когда не было ни звезд, ни галактик и все вещество представляло собой дозвездную, догалактическую плазму, более или менее однородно перемешанную с газом квантов...

В расширяющейся Вселенной средняя плотность вещества зависит от времени – в прошлом плотность была больше. Однако при расширении изменяется не только плотность, но и тепловая энергия вещества (газ при расширении остывает!). Это наводит на мысль, что Вселенная на ранней стадии расширения была не только плотной, но и горячей. Такую модель впервые предложил Георгий Гамов в конце 40-х годов. Как следствие, в наше время должно наблюдаться остаточное излучение (его называют реликтовым), дошедшее до нас из далекой эпохи, когда дозвездную Вселенную заполнял горячий газ.


Гамов предсказал, что спектр реликтового излучения должен быть совершенно таким же как излучение совершенно непрозрачного тела (абсолютно черного тела) с температурой в несколько кельвинов. От излучения звезд и галактик оно должно отличаться именно своим специфическим видом спектра и к тому же одинаковой интенсивностью во всех направлениях на небе, то есть высокой степенью изотропии.

Открыто реликтовое излучение было совершенно случайнов 1965 году сотрудниками американской компании «Bell» Пензиасом и Вилсоном при отладке рупорной радиоантенны, созданной для наблюдения спутника «Эхо». Они обнаружили слабый фоновый радиошум, приходящий из космоса, не зависящий от направления антенны. Дикке, Пиблс, Ролл и Вилкинсон сразу же дали космологическое объяснение измерениям Пензиаса и Вилсона, как доказательства горячей модели Вселенной. В это время Дикке и его сотрудники сами готовили аппаратуру для поисков радиофона от реликтового излучения на длине волны 3 см. Первый наблюдения Пензиаса и Вилсона были проведены на волне 7,35 см. Они показали, что температура излучения составляет около 3 градусов абсолютной шкалы Кельвина. В последующие годы многочисленные измерения были проведены на различных длинах волн от десятков сантиметра до долей миллиметра. Его температура оказалась равной величине 2,73 К, что близко к предсказанной Гамовым величине.

Если измерять на одной и той же длине волны интенсивность реликтовго излучения, приходящего к нам с разных направлений, то в пределах точности измерений она оказывается одинаковой. Точность измерения составляет десятые доли процента. Это обстоятельство является важным доказательством того, что расширение Вселенной происходит изотропно не только сейчас, но и в далеком прошлом, когда плотность вещества была в тысячи раз больше, чем современная. Ведь Вселенная сейчас практически прозрачна для реликтового излучения и оно приходит к нам с огромных расстояний.

Реликтовое излучение не возникло в каких-либо источниках, подобно свету звезд или радиоволнам, родившимся в радиогалактиках. Реликтовое излучение существовало с самого начала расширения Вселенной. Оно было в том горячем веществе Вселенной, которое расширялось от сингулярности.

С открытием реликтового излучения, гипотеза «горячей Вселенной» получила наблюдательное основание. Отметим, что максимум в спектре реликтового излучения приходится на миллиметровую область.



Страниц : 1