Происхождение Вселенной остаётся одной из величайших загадок, притягивающей умы учёных и философов. Хотя окончательной истины, возможно, мы никогда не узнаем, человечество продолжает строить теории, пытаясь объяснить, как появилось всё сущее. Наиболее признанной на сегодняшний день является Теория Большого взрыва, однако и она имеет своих критиков, которые с горячностью заявляют: «Большого взрыва не было!», демонстрируя уверенность, достойную очевидцев.
Вызовы теории и загадочные артефакты
Сомнения в справедливости теории подогревают некоторые космические находки. Например, ранние крупномасштабные скопления галактик, которые, как считается, сформировались всего через 400-500 миллионов лет после рождения Вселенной. За такой короткий срок, по современным представлениям, они вряд ли могли успеть образоваться. Ещё больше вопросов вызвала звезда Мафусаил, первоначально оценённая как более древняя, чем сама Вселенная (свыше 13,8 млрд лет). Эти парадоксы заставили учёных пересматривать либо методы датировки объектов, либо возраст Вселенной, а самые смелые и вовсе усомнились в самом факте Большого взрыва. Но что же тогда делать с реликтовым излучением — ключевым доказательством теории? Если оно не является его отголоском, то что это такое?
Что такое реликтовое излучение?
Реликтовое излучение, также известное как космический микроволновый фон, — это самый древний свет, доступный для наблюдения. Он возник примерно через 380 000 лет после гипотетического Большого взрыва. Изначально это было высокоэнергетическое коротковолновое излучение, но за миллиарды лет путешествия через расширяющуюся Вселенную его волны растянулись, перейдя в микроволновую часть спектра, что мы и регистрируем сегодня.
Рождение света в расширяющейся Вселенной
Идея о том, что Вселенная родилась из невероятно плотной и горячей сингулярности, начала формироваться в начале XX века. Согласно этой модели, из этой точки родились само пространство и время. Молодая Вселенная представляла собой бурлящую плазму из элементарных частиц и фотонов. Она была настолько плотной, что фотоны не могли свободно перемещаться, постоянно сталкиваясь с другими частицами. Мир был «непрозрачным» для излучения. По мере расширения и остывания Вселенной электроны и протоны смогли объединиться в первые атомы водорода. Этот момент, называемый эпохой рекомбинации, стал ключевым: фотоны наконец-то получили свободу и отправились в путь. Эти первозданные фотоны, путешествующие сквозь пространство-время, и есть то самое реликтовое излучение. Интересно, что его открытие, как и многие великие открытия, произошло во многом случайно и связано с... голубями.
Случайное открытие: антенна, голуби и космический шум
В 1960-х годах в Лаборатории Белла (Нью-Джерси, США) радиоинженеры Арно Пензиас и Роберт Уилсон работали со старой антенной, оставшейся от спутникового проекта. Они планировали изучать излучение нейтрального водорода, но постоянно фиксировали непонятный равномерный шум, который шёл со всех направлений неба. Первой версией были технические неполадки или помехи. Учёные обнаружили, что антенна «загрязнена» голубиным помётом. После тщательной очистки и борьбы с птицами таинственный шум никуда не исчез. Так Пензиас и Уилсон неожиданно для себя открыли космический микроволновый фон, предсказанный теоретиками ранее. Это открытие стало одним из сильнейших подтверждений Теории Большого взрыва и принесло исследователям Нобелевскую премию.
Роберт Вильсон (слева) и Арно Пензиас (справа)
Эхо юной Вселенной: что нам говорит реликтовый фон?
Реликтовое излучение — это буквально эхо ранней Вселенной. В момент своего рождения его температура превышала 3000 °C, но за миллиарды лет расширения она остыла до примерно -270 °C, что близко к абсолютному нулю. Это излучение равномерно приходит со всех сторон космоса с расстояния около 46 миллиардов световых лет. Здесь важно понимать разницу между возрастом Вселенной (13,8 млрд лет) и размером наблюдаемой её части (диаметр ~93 млрд световых лет) — это связано с постоянным расширением самого пространства-времени.
Количество этих древних фотонов во Вселенной невероятно велико, они буквально пронизывают всё. Хотя на картах реликтовое излучение выглядит почти однородным, сверхточные измерения (например, с помощью зонда WMAP и телескопа «Планк») выявили крошечные флуктуации температуры — отклонения на сотые доли градуса. Эти «рябь» и неоднородности невероятно важны. Более тёплые области соответствуют местам будущего сгущения материи, где позже сформируются галактики и их скопления. Холодные регионы — это гигантские космические пустоты, войды, простирающиеся на миллионы световых лет.
Красный цвет - горячие области, синий - холодные. Красная линия - это излучение Млечного Пути
Ключ к тайнам мироздания
Изучение этих мельчайших неоднородностей реликтового фона привело к революционным открытиям. Именно они позволили установить состав нашей Вселенной: видимая барионная материя (звёзды, планеты, газ) составляет лишь около 4-5%. Примерно 25-27% приходится на невидимую и загадочную тёмную материю, а остальные ~68% — на ещё более таинственную тёмную энергию, ответственную за ускоренное расширение Вселенной. Кроме того, реликтовое излучение служит универсальной системой отсчёта, относительно которой можно измерять движение объектов в космосе.
Таким образом, существование реликтового излучения — это установленный научный факт, подтверждённый множеством независимых экспериментов. Для сторонников Теории Большого взрыва оно является краеугольным камнем. Для её противников оно остаётся загадкой, требующей альтернативного объяснения. Что это, если не отголосок рождения Вселенной? Общий фон, существовавший вечно? На эти вопросы современная наука пока даёт ответ в рамках стандартной космологической модели.
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.