Пензиас Вильсон. Космическое микроволновое реликтовое радиоизлучение. Информация о Большом — страница 7

  • Просмотров 207
  • Скачиваний 13
  • Размер файла 39
    Кб

характеристиками не может быть излучением звёзд с термоядерными источниками энергии или множества дискретных источников (квазаров и др.), находящихся на космологических расстояниях. В то же время интерпретация этого излучения, как сохранившегося от предшествующей плотной и горячей стадии развития Метагалактики (по этой причине оно и было названо реликтовым) является совершенно естественной и согласуется с другими

экспериментальными и теоретическими сведениями. Планковский характер спектра фонового излучения согласуется с выводом о его реликтовом происхождении, поскольку в процессе расширения Вселенной излучение со спектром, первоначально соответствовавшим закону Планка, остаётся планковским, уменьшается лишь его температура. Если R(t) характеризует размер какого-либо большого расширяющегося объёма в Метагалактике, то плотность

энергии излучения падает с расширением пропорционально R-4, поскольку уменьшается средняя концентрация фотонов (~R-3) и энергия (частота) каждого из них (~R-1). На ранних стадиях расширения Вселенной, в эпоху высоких температур, не существовало нейтральных атомов и молекул, т. к. энергия фотонов и теплового движения частиц превышала энергию связи атомов и молекул. По этой причине вещество в целом находилось в состоянии плазмы, и

равновесный спектр реликтового излучения сформировался благодаря взаимодействию излучения с плазмой. Когда температура плазмы и излучения снизилась до 4000 Кельвинов, фотоны реликтового излучения уже не могли ионизовать атомы. Электроны присоединились к ядрам атомов, и вещество в массе своей стало нейтральным. С этого периода, фотоны реликтового излучения распространяются практически свободно. Огромная величина свободного

пробега фотонов реликтового излучения (миллиарды световых лет от акта их последнего рассеяния) является причиной, по которой оно стало эффективным средством исследования крупномасштабной структуры Вселенной. В ту пору, в конце 1964 года, когда Пензиас и Вильсон возились со своей помехой, в Москве, два молодых физика, Новиков и Дорошкевич, опубликовали обзор всех известных на тот момент источников космического радиоизлучения. В

конце этого обзор было вскользь упомянуто, что возможно существует, еще и остаточное излучение ранней горячей Вселенной (их учитель Яков Зельдович догадывался об этом), причем в сантиметровых волнах, где его не перекрывают другие источники. Но если оно есть, то оно так ничтожно, что обнаружить его могут лишь очень чувствительные телескопы. Самым подходящим для этого инструментом, могла бы быть антенна «Лабораторий Белл», что в