Реліктове випромінювання
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Реліктове випромінювання

Реліктове випромінювання, електромагнітне випромінювання, що заповнює спостережувану частину Всесвіту . Р. і. існувало вже на ранніх стадіях розширення Всесвіту і грало важливу роль в її еволюції; є унікальним джерелом інформації про її минуле. Інтенсивність і спектр Р. і. відповідають випромінюванню абсолютно чорного тіла з температурою 2,7 До.

  Р. і. було виявлено в 1965 в радіодіапазоні електромагнітного випромінювання на довжині хвилі 7,35 див. В діапазоні сантиметрових і дециметрових хвиль спостереження Р. і. проводять з поверхні Землі за допомогою радіотелескопів. У міліметровому і субміліметровому діапазонах випромінювання земної атмосфери перешкоджає спостереженням Р. і., тому для вимірів використовують широкосмугові болометри, встановлені на балонах, що піднімаються за межі атмосфери, і ракетах. Спостереження на довжинах хвиль від 50 см до 0,5 мм свідчать про те, що Р. і. рівномірно розподілено на небесній сфері і є основній складовій яскравості піднебіння в дециметровому, сантиметровому, міліметровому і субміліметровому діапазонах ( мал. ). Р. і. визначає щільність енергії електромагнітного випромінювання у Всесвіті — близько 0,25 ев / см 3 , і щільність числа фотонів у Всесвіті — близько 400 в 1 см 3 . На кожен атом у Всесвіті доводиться більше ста мільйонів реліктових фотонів.

  Відкриття Р. і. підтвердило запропоновану в 1946 Р. А. Гамовим гіпотезу (т.з. гарячу модель Всесвіту), згідно якої Всесвіт на ранніх стадіях розширення характеризувалася не лише високою щільністю, але і високою температурою, достатньою для протікання ядерних реакцій синтезу легких елементів. При високій температурі плазма знаходилася в термодинамічній рівновазі з випромінюванням. В ході подальшого розширення Всесвіту температура речовини і випромінювання падала по адіабатичному закону, відбувалася рекомбінація протонів і електронів, і рівновага між речовиною і випромінюванням порушилася. Проте теплове випромінювання збереглося до сучасної епохи і спостерігається у вигляді Р. і.

  Дослідження Р. і. дають коштовний матеріал для теорій космогоній і космологічних. Так, по відсутності помітної анізотропії Р. і. судять про великомасштабні властивості Всесвіту, роблять виводи про її ізотропію і однорідність. Виявлення дрібномасштабних флуктуацій температури Р. і. на небесній сфері дало б можливість зробити висновок про первинні обурення в щільності і швидкості речовини, зростання яких привело до утворення галактик і скупчень галактик, про час їх освіти. Виявлення відхилень Р. і. від законів випромінювання абсолютно чорного тіла дозволило б виявити джерела виділення енергії, що діяли протягом часу охолоджування Р. і.

  Р. і. істотно впливає на ряд процесів, що відбуваються у Всесвіті і в сучасну епоху. Так, Р. і. визначає час життя релятивістських електронів і космічних променів надвисоких енергій в міжгалактичному просторі: електрони, розсіюючи фотони Р. і., віддають їм енергію і гальмуються. Енергія реліктових фотонів при цьому зростає у багато разів. Цей механізм, можливо, є причиною виникнення фонового рентгенівського випромінювання. При зіткненні фотонів Р. і. з протонами ультрависоких енергій відбувається народження p-мезонів, протони швидко втрачають енергію. Зіткнення фотонів з ядрами космічних променів за певних умов приводять до розщеплювання ядер. Р. і. впливає на заселеність нижніх енергетичних рівнів молекул міжзоряної речовини. На цьому заснований, зокрема, непрямий метод визначення температури Р. і. Отримані цим дорогою температури Р. і. добре узгоджуються з температурами, отриманими і при прямих радіоспостереженнях.

  Літ.: Зельдовіч Я. Б., Новіков І. Д., Релятивістська астрофізика, М., 1967; їх же, Будова і еволюція Всесвіту, М., 1975: Лонгейр М. С., Сюняєв Р. А., Електромагнітне випромінювання у Всесвіті, «Успіхи фізичних наук», 1971, т. 105, ст 1.

  Р. А. Сюняєв.

Спектр реліктового випромінювання. Суцільна крива — спектр випромінювання абсолютно чорного тіла з температурою 2,7 До.