Реликтовое излучение

Наиболее важным подтверждением теории БВ является обнаружение реликтового излучения (РИ), как раз и связанного, по-видимому, с существованием первоначального сверхплотного сгустка вещества и излучения. Название «реликтовое излучение» ввел отечественный астрофизик И.С. Шкловский (1916–1985). Первоначально оно обладало огромной энергией, но расширение и охлаждение сгустка привели к тому, что излучение также «остыло» и энергия квантов уменьшилась, т.е. возросла длина их волны. Это фоновое излучение и сейчас существует во Вселенной, но теперь уже в виде радиоволн, микроволнового и инфракрасного излучения. Температуру реликтового излучения рассчитал Г.А. Гамов. Она составляет около 3 К, согласно современным данным 2,74 К. В последние годы экспериментально обнаружена анизотропия (неравномерность) реликтового излучения, которую связывают с неоднородностями распределения материи и наличием слабых возмущений.

Рассматривая такой сгусток вещества и излучения, мы должны понимать, что его нельзя рассматривать как бы со стороны, с далекого расстояния, и считать, что он расширяется по направлению к нам (или от нас). Сгусток есть не что иное, как сама Вселенная, и Земля находится внутри него. Внутри же сгустка при расширении его все остальное вещество во Вселенной движется в направлении от Земли (вспомним шарик с пятнышками) или от любого куска вещества в сгустке. Поэтому излучение сгустка бомардирует Землю со всех сторон. Любой наблюдатель во Вселенной должен регистрировать это излучение с равной интенсивностью с любого направления в пространстве.

Так как расширение продолжается 14-20∙10¹⁰ лет, то согласно теории огромная начальная температура уменьшилась к настоящему времени до средней температуры Вселенной – порядка 3 К. Максимум в распределении длин волн, соответствующий излучению источника с такой температурой в 3 К, должен приходиться на длину волны 0,1 см. Это означает, что если теория БВ верна, то должны экспериментально наблюдаться два эффекта: спектр излучения Вселенной должен соответствовать равновесному излучению при 3 К, и это излучение должно приходить с равной интенсивностью с любого направления в пространстве, т.е. быть изотропным.

Начиная с 1965 г. были проведены многочисленные измерения, обнаружившие космические радиоволны с малой энергией, которые можно интерпретировать как равновесное излучение остывшего, но все еще расширяющегося сгустка, причем с длиной волны, соответствующей Т = 3 К. Любопытно, что это открытие произошло в известном смысле случайно. Его сделали американские радиоастрономы А. Пензиас и Р. Вильсон, которые ничего не слышали о предсказании теории Г.А. Гамова, и цель их работы не была связана с космологией. А. Пензиас и Р. Уилсон использовали для излучения радиационных характеристик космологического пространства так называемую рожковую антенну, первоначально сконструированную для системы связи через спутник. Эта специальная антенна принимала радиосигналы только из небольшого участка неба, на который она направлена. Они обнаружили, что независимо от направления антенны в принимаемом сигнале присутствовала существенная по величине энергия, соответствующая микроволновому участку спектра и температуре около 3,5 К. Все выглядело так, как если бы вся Вселенная была пронизана этим микроволновым фоном. Тем не менее значение их наблюдений стало общепризнанным и они в 1968 г. получили Нобелевскую премию. Это было самое крупное наблюдательное открытие в космологии со времени обнаружения Хабблом в 1929 г. явления разбегания галактик. Оно резко изменило статус космологии как фундаментальной науки (ранее к ней относились как к достаточно абстрактной и умозрительной: «повсюду считалось, что изучение ранней Вселенной это не та задача, которой должен посвящать свое время уважающий себя ученый») и изменило отношение к трудам А.А. Фридмана и Г.А. Гамова. Таким образом, были получены некоторые экспериментальные доказательства справедливости теории БВ. И.М. Дмитриевский связывает поток реликтового излучения с ходом времени, или потоком времени, по Н.А. Козыреву, который, согласно его гипотезе, является источником звездной энергии.

Дата добавления: 2014-01-06