Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Физика arrow Концепции современного естествознания

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗРАСТА ВСЕЛЕННОЙ ПО СКОРОСТИ ОСТЫВАНИЯРЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В 1965 г. американские физики А. Пензиас иР. Вильсон, занимаясь отладкой радиоантенны для работ попрограмме спутниковой связи, обнаружили на волне 7,35 смсовершенно новый тип излучения. Вскоре удалось доказать,что принимаемые сигналы имеют внеземное происхождение.Оказалось, что данное излучение не генерируется никакимителами современной Вселенной, а отражает ее состояние наранних этапах эволюции. По этой причине известный советский астрофизик И. С. Шкловский предложил назвать обнаруженное излучение реликтовым, и сейчас этот термин}}

получил всеобщее распространение; официальное его название— микроволновое излучение, или микроволновой фон. (Интересно отметить, что существование микроволнового фона было предсказано американским физиком русского происхождения Георгием Гамовым еще в 1948 г. В те годы он первым в мире выдвинул теорию «горячей Вселенной», из которой вытекает существование реликтового излучения, образовавшегося в момент Большого взрыва.) Микроволновое излучение распространяется по любому направлению практически с одинаковой интенсивностью, доказывая тем самым, что расширение Вселенной происходит строго одинаково во все стороны.

По своему спектру микроволновое излучение занимает промежуточное положение между инфракрасным и радиодиапазонами и соответствует излучению черного тела, нагретого приблизительно до 3 К. Какова же природа этого излучения? По современным представлениям его происхождение таково. На ранних этапах эволюции Вселенной не было ни звезд, ни галактик, ни тяжелых элементов. Вселенная представляла собой раскаленный шар очень высокой плотности, состоящий из протонов, электронов, ядер легких элементов (в основном, гелия), а также электромагнитных излучений различных энергий; такое состояние материи называется плазмой. При очень высокой температуре и плотности плазма является непрозрачной для электромагнитного излучения, т. е. излучение, участвуя в различных процессах, происходящих внутри сгустка плазмы, выйти из него не может. По мере расширения плазменного облака его плотность и температура быстро падают (аналогично охлаждению любого газа при его расширении). При снижении температуры плазмы до 3500-4000 К в ней начинает происходить активный процесс объединения электронов с протонами, в результате чего образуются нейтральные атомы водорода, а также атомы гелия и других веществ (при больших температурах нейтральные атомы не могут образовываться, так как кинетическая энергия относительного движения электронов больше энергии связи их с протонами). Газ, состоящий из нейтральных атомов, почти прозрачен для излучения (в отличие от сильно ионизированной плазмы). Поэтому излучение отрывается от него и начинает «путешествовать» по Вселенной — происходит так называемый отрыв излучения от вещества. При этом температура излучения убывает обратно пропорционально размерам Вселенной. С момента «отрыва» излучения от вещества Вселенная увеличила свой размер более чем в 1000 раз; таким образом, температура заполняющего Вселенную излучения должна быть около 3 К. Именно это излучение и было обнаружено Пензиасом и Вильсоном в 1965 г.

Расчет показывает: для того чтобы температура реликтового излучения снизилась с первоначальной до наблюдаемой ныне, должно было пройти около 10 млрд лет. Итак, с момента «отрыва» излучения от вещества прошло около 10 млрд лет, что дает примерное представление о возрасте Вселенной.

В феврале 2003 г. группа ученых из НАСА (США) на основе измерения анизотропии микроволнового фона установила возраст Вселенной на уровне 13,7 млрд лет.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы