Эпоха фотонного моря

Самоструктурирование вещественной материи

К началу эпохи температура достигала Т ~ 10⁸ К, что соответствует состоянию плазмы в установке ядерного синтеза (инженерные проекты).

Достоверной информацией о состоянии Вселенной в начале этой фазы является космическое фоновое излучение или реликтовое излучение с температурой 2,7 К, заполняющем всю Вселенную: его плотность примерно 5×10⁸ фотонов/м³ и оно равномерно окружает Землю со всех сторон.

Согласно гипотезе Гамова и др. реликтовое излучение происходит от протоплазмы, заполнявшей Вселенную через несколько часов после процесса начала расширения. Плотность фотонов в такой протоплазме значительно превосходила плотность остальных частиц, примерно в 10⁹ раз, ее назвали «фотонной плазмой». В процессе адиабатического расширения это соотношение практически не изменилось.

Сегодня в космосе на 1 атом водорода/м³ приходится 10⁹ фотонов/м³. Но в отличие от современной эпохи фотоны начала этой эпохи обладали высокой тепловой энергией примерно равной 10 кэВ.

В модели адиабатически расширяющейся Вселенной температура падает с зависимостью от времени:

,

t – время в годах.

Спустя 10⁵ – 10⁶ лет температура снизилась примерно на 2-3 тысячи кельвинов, что и стало причиной начала образования атомов водорода и гелия. Непрозрачная же фотонная плазма преобразовалась в прозрачный инертный газ (подтверждается опытом).

Наблюдаемое сегодня реликтовое излучение представляет собой в некотором роде фотографию космоса времени образования атомов. Фотоны, пребывавшие в термодинамическом равновесии с протоплазмой, практически не взаимодействовали с только что образовавшимся разреженным газом и могли преодолевать огромные расстояния. Их сейчас можно наблюдать в форме реликтового излучения при помощи земных радиотелескопов, получая от них информацию о Вселенной после Большого взрыва.

Дата добавления: 2014-01-07