Что «фонит» по всей Вселенной чуть ли не с начала её существования?

Еще при СССР эрудированные граждане что-то слышали о реликтовом излучении, но объяснить это понятие большинство были не в состоянии. Только физики и те, кто увлекался астрономией могли рассказать о явлении, однако их мало кто слушал. А между тем, реликтовое излучение (термин введен известным советским астрофизиком Иосифом Самуиловичем Шкловским), наряду с красным смещением Доплера (космологическим) является одним из доказательств теории Большого взрыва.

1.

Сейчас имеется несколько различных теорий существования Вселенной — пульсирующая, неизменная и прочее, но все же самой популярной является теория, согласно которой наша Вселенная образовалась в результате Большого взрыва.

Если верить выкладкам теории «Большого взрыва» (термин введен в 1949 году астрофизиком Фредом Хойлом, причем сам он в подобную модель появления Вселенной не верил), то примерно 13,7 миллиарда лет тому назад вся материя нынешней вселенной была сосредоточена в одной точке бесконечной массы и температуры, причем кривизна пространства-времени этой сингулярности достигала неопределенно большой величины. Затем, по невыясненным пока причинам, Вселенная из состояния сингулярности стала чрезвычайно быстро расширяться (причем сейчас она гораздо больше, чем доступная нам для наблюдений).

По современным представлениям, первоначально Вселенная была чрезвычайно горячей, но по мере ее расширения температура падала. На раннем этапе своего существования Вселенная состояла из горячей плазмы, представлявшую собой смесь электронов, барионов и постоянно переизлучающихся и поглощающихся фотонов. Но когда после Большого взрыва прошло примерно 380 тыс. лет ситуация кардинально изменилась.

2.

Температура Вселенной понизилась примерно до 3 000 градусов по Кельвину и электроны получили возможность соединяться я ядрами водорода и гелия (альфа-частицами). Начали появляться первые атомы, а фотоны получили возможность практически беспрепятственного перемещения в пространстве — без постоянных поглощений и переизлучений.

Хотя в мире громыхала Вторая мировая война, никто не мешал американцу Эндрю МакКеллеру в 1941 году изучать спектр поглощения звезды эпсилон Змеедержца (Змееносца). Он обнаружил непонятные спектральные линии поглощения, которые по его расчетам соответствовали температуре примерно 2,3 градуса по Кельвину

В 1948 году произошло теоретическое предсказание обязательного наличия остаточного (реликтового) излучения в рамках теории горячего Большого взрыва. Сделали это астрофизики Георгий Гамов, Роберт Герман и Ральф Альфер, причем они определили его температуру в 5К. Позднее Гамов смог высчитать, что эта температура ниже 3К.

Широкого обсуждения эти работы не получили, хотя и забвению преданы не были. Прорыв в изучении реликтового излучения наступил в начале 60-х годов прошлого века когда физики Яков Зельдович (Советский Союз) и Роберт Дикке (США), независимо один от другого, получили результаты аналогичные данным Гамова. На сей раз ученые изучали волны интенсивность которых была независима от времени.

3.

Карта реликтового излучения. Красные цвета — более горячие области, синие — холодные. Красная полоса посередине — это «засветка» от нашей галактики «Млечный путь».

Ну и наконец, в 1965 году Роберт Вильсон и Арно Пензиас на приборе аналогичном радиометру Дикке неожиданно обнаружили избыточную шумовую температуру на 3,5К. Затем эти ученые в исследованиях объединились с Дикке и его коллегами по Принстону. В результате их общей работы было доказано существование реликтового излучения пронизывающего всю Вселенную.

В 1978 году Вильсону и Пензиасу за открытие реликтового излучения была вручена Нобелевская премия.