TopList Яндекс цитирования
Русский переплет
Портал | Содержание | О нас | Авторам | Новости | Первая десятка | Дискуссионный клуб | Научный форум
-->
Первая десятка "Русского переплета"
Темы дня:

Если бы мы всегда подражали в технологии Западу, Гагарин никогда бы не стал первым.

| Обращение к Дмитрию Олеговичу Рогозину по теме "космические угрозы": как сделать систему предупреждения? | Кому давать гранты или сколько в России молодых ученых?
Rambler's Top100

[ ENGLISH ] [AUTO] [KOI-8R] [WINDOWS] [DOS] [ISO-8859]


Русский переплет

Урания


next up previous
Next: Библиография

Анизотропия реликтового излучения.

М.В.Сажин
Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга,
Москва.

Введение

В течение последних лет в космологии было сделано принципиально важное открытие. Это было наблюдение анизотропии реликтового излучения (РИ). Бесспорно, основной источник этого достижения - развитие современной наблюдательной техники, становление астрономического наземного и космического эксперимента. Астрофизики разных стран упорно работали над созданием сверхчувствительной аппаратуры, способной слышать "писк" новорожденной Вселенной. Другой важной причиной побудившей астрономов - наблюдателей активно заниматься поиском аниозотропии являетсяя развитие физической теории и теоретической космологии. Космология в целом использует практически все достижения современной физики, причем запросы космологии растут значительно быстрее, чем возможности современного физического эксперимента. Поэтому в космологии используются физические теории еще не проверенные в физическом эксперименте, которые проверяются на жизнеспособность сравнением с наблюдениями в космологии. Одной из лучших проверок такого рода является сравнение предсказаний отдельных теорий с результатами наблюдений анизотропии реликтового излучения. Изложению результатов исследований по анизотропии РИ за последние несколько лет и их следствий для физики и космологии будет посвящена эта статья.

Что такое реликтовое излучение

Открытие реликтового излучения по праву можно считать из основных открытий, лежащих в основании современной космологии. 1

Гипотезу о существовании такого излучения высказал в 1946г. Г.А.Гамов. Интересна судьба этого человека, много замечательных научных результатов было получено им. История его жизни сравнительно недавно еще была под запретом, теперь читатель может ознакомиться со многими его популярными книгами, прочитать автобиографию, изданную в России [1].

Для нас сейчас важно лишь предсказанное им реликтовое излучение. Теорию, созданную Г.Гамовым часто называют теорией "Большого Взрыва". В 50$^x$ годах нашего века он предложил идею горячей Вселенной, применив в космологии идеи ядерной физики и термодинамики. В горячем и плотном веществе ранней Вселенной должны были происходить термоядерные реакции, которые приводят к наблюдаемому обилию химических элементов. Сейчас эта теории называется теорией нуклеосинтеза. Частицы, составляющие горячую первичную плазму находились в состоянии термодинамического равновесия. Одной из таких частиц был фотон. В ту эпоху у фотонного газа сформировался спектр абсолютно черного тела с температурой равной температуре окружающей плазмы. В ходе расширения температура фотонов постоянно понижалась. Поэтому одним их побочных результатов теории космологического нуклеосинтеза было предсказание реликтового излучения.

Сам Гамов вычислил его характеристики, в частности определив его температуру. Поскольку к моменту создания работы большинство сечений термоядерных реакций еще были секретными величинами, то Гамов получил результат примерно в два раза расходящийся с измеренным, температура в его вычислениях равнялась 7 K.

Открытие реликтового излучения было сделано Пензиасом и Вилсоном, которые были удостоены Нобелевской премии за это открытие. Наблюдения подтвердили планковскую форму спектра электромагнитного излучения и измерили его температуру (2.75 K).

Спектр реликтового излучения - это спектр абсолютно черного тела:

\begin{displaymath}
I_{\nu}={\displaystyle 2h\nu^3\over\displaystyle c^2}{\displ...
...\displaystyle e^{{\displaystyle h\nu\over\displaystyle kT}}-1}
\end{displaymath} (1)

с температурой $T=2.725$ K. Исследователи измеряли температуру реликтового излучения многократно и в широком диапазоне длин волн. Эти наблюдения проводились для того, чтобы подтвердить вид спектра и обнаружить отклонения от него если они существуют.

Отклонения могут образовываться, если во Вселенной происходили неравновесные процессы. Например, если в какой либо момент эволюции не слишком далеко отстоящий от стадии рекомбинации в плазме выделялась энергия. Скажем, в плазме быле нестабильные элементарные частицы, которые рас