Отголосок Большого взрыва: реликтовое излучение

Вопрос происхождения Вселенной является тайной, которая, возможно, никогда не будет разгадана, однако человечеству всегда было интересно узнать о том, откуда и как появилось то, что мы знаем и видим. На сегодняшний день есть множество теорий и гипотез, объясняющих возникновение нашего мира, и общепринятой является Теория Большого взрыва, которую не все единогласно готовы принять и даже яростно утверждают, говоря: "Большого взрыва не было!", будто сами видели рождение мира собственными глазами - их уверенность порой поражает.

Усомниться в существовании Теории Большого взрыва заставили ранние крупномасштабные структуры галактик - эти огромные скопления образовались всего спустя 400-500 млн лет после рождения Вселенной, а за такой короткий срок они явно не могли успеть сформироваться. Немало шума наделала и звезда Мафусаила, возраст которой оценивался первоначально даже свыше 13,8 млрд лет. Тут учёные сделали сразу несколько выводов: либо неправильно оценивается возраст самих объектов, либо Вселенной - она может быть значительно старше, чем мы думаем. Ну и совсем дерзкий вывод - Большого взрыва не было, всё зародилось как-то по-другому. Но как быть с реликтовым излучением - доказательством того, что взрыв всё-таки был? И если оно не его доказательство, то тогда что же это?

Реликтовое излучение (или по-другому его ещё называют космическим микроволновым фоном) - это самый древний свет, который мы можем зафиксировать. Он появился всего спустя 380 000 лет после Большого взрыва. Изначально свет был потоком коротковолнового излучения высоких энергий, но теперь, пока он до нас добрался, длины волн света значительно вытянулись и перешли в красную микроволновую часть спектра.

К версии о том, что Вселенная родилась из плотно сжатой точки, учёные пришли ещё в начале ХХ века: именно из неё и родилось и пространство, и время, а впоследствии миллиарды лет ушли на то, чтобы сформировалось то, что мы видим. Новорождённый мир был похож на бурлящий котёл из частиц и фотонов. До расширения пространство было весьма тесным: фотоны сталкивались с другими частицами, и словно были до расширения заперты в этом узком пространстве, поэтому юная сжатая Вселенная была настолько плотной, что заглянуть за это реликтовое излучение мы не можем - свет был "заперт" и не мог путешествовать. Но продолжая расширение, Вселенная остывала - тогда электроны и протоны смогли объединиться в атомы, а фотоны отправились, наконец, в своё бескрайнее путешествие, и мир стал прозрачным для наблюдений. Эти первые фотоны, начавшие тогда своё путешествие, и есть реликтовое излучение. Забавно, что открытие реликтового излучения, как и многие другие выдающиеся открытия, произошло случайно и немного связано с голубями.

В 1960-х годах в Лаборатории Белла в Нью-Джерси (США) была построена радиоантенна, сперва предназначавшаяся для работы с одной из первых систем спутников связи Echo. Через несколько лет эти спутники устарели, антенна перестала использоваться в коммерческих целях и досталась ученым. Пензиас и Уилсон изначально хотели зарегистрировать излучение нейтрального водорода. В какой-то момент Пензиас и Уилсон обнаружили какое-то странное излучение, не похожее на то, что они искали. Они решили проверить антенну, и оказалось, что она была "запачкана" голубями (ну, вы поняли). Ученые решили, что причина помех в голубиных проделках. Они почистили антенну и отгоняли птиц, но те упорно возвращались. Когда, наконец, удалось избавиться от голубей, шум, приходящий со всех сторон неба, никуда не исчез, и тогда они поняли, что открыли реликтовый микроволновый фон, предсказанный ещё в начале века. Так и стала общепринятой Теория Большого взрыва.

Роберт Вильсон (слева) и Арно Пензиас (справа)

Реликтовое излучение - эхо ранней Вселенной. Тогда температура этого излучения достигала свыше 3 000 С, а сейчас она опустилась почти до абсолютного нуля. Реликтовое излучение фиксируется в микроволновом диапазоне во всех направлениях неба. Оно приходит с расстояния 46 млрд световых лет от нас (пусть вас не смущает эта цифра: да, возраст Вселенной - 13,8 млрд лет, но само пространство-время расширилось, и диаметр видимой Вселенной составляет почти 93 млрд световых лет). Этих древних фотонов, рассыпанных по всему миру ещё в те далёкие времена, намного больше, чем всей видимой нами материи. Телескопы регистрируют реликтовое излучение как примерно однородный фон, но в некоторых местах на тепловой карте всего этого излучения можно заметить незначительные отклонения в температуре - на десятые и сотые доли градусов. Такие отклонения объясняются квантовыми флуктуациями, которые тоже существуют во Вселенной со времён её рождения, то есть, в момент образования атомов Вселенная уже была неоднородной. Там, где реликтовое излучение горячее, находятся галактики и их скопления. Там, где очень холодно, - межгалактическое пространство, гигантские пустоты - войды, миллионы световых лет пустоты.

Красный цвет - горячие области, синий - холодные. Красная линия - это излучение Млечного Пути

Изучение неоднородностей реликтового фона как раз и дало знание о том, что видимая материя - это всего лишь 4 % от всего состава Вселенной. Около 25 % приходится на тёмную материю, а всё остальное - тёмная энергия. Также благодаря открытию реликтового излучения учёные догадались, что всё во Вселенной движется относительно него.

Итак, существование реликтового излучения доказано и подтверждено официально - нравится ли противникам Теории Большого взрыва это, или нет, но факт есть факт. Что тогда есть реликтовое излучение? Если Большого взрыва не было, может быть, реликтовое излучение - это общий фон, который всегда был во Вселенной? Но откуда он взялся? Других объяснений у науки пока нет.

P.S.: я не смею утверждать, что Большой взрыв был. Я также не смею утверждать, что его не было. Я не являюсь свидетелем рождения Вселенной и лишь излагаю общеизвестные факты.

#реликтовое излучение #космос #астрономия #наука #научно-популярное

Вам может быть интересно:

Сверхпустота Эридана - путь в другую Вселенную?

Ранние крупномасштабные структуры Вселенной бросают вызов Теории Большого Взрыва

Звезда Мафусаила, бросившая вызов общепринятому возрасту Вселенной

А что, если мы - часть какого-то большого организма?

Альтернативная теория происхождения Вселенной от Брайана Кокса

Могла ли Вселенная возникнуть из ниоткуда?

Ну очень горячо! Планковская температура

Почему абсолютный ноль - это - 273,15 С?

Войды - загадочные космические пустыни

Больше интересных статей здесь: Космос.

Источник статьи: Отголосок Большого взрыва: реликтовое излучение.