Реликтовое излучение

Определение "Реликтовое излучение" в Большой Советской Энциклопедии

Спектр реликтового излучения

Реликтовое излучение, электромагнитное излучение, заполняющее наблюдаемую часть Вселенной. Реликтовое излучение существовало уже на ранних стадиях расширения Вселенной и играло важную роль в её эволюции; является уникальным источником информации о её прошлом. Интенсивность и спектр Реликтовое излучение соответствуют излучению абсолютно чёрного тела с температурой 2,7 К.

Реликтовое излучение было обнаружено в 1965 в радиодиапазоне электромагнитного излучения на длине волны 7,35 см. В диапазоне сантиметровых и дециметровых волн наблюдения Реликтовое излучение проводят с поверхности Земли при помощи радиотелескопов. В миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах излучение земной атмосферы препятствует наблюдениям Реликтовое излучение, поэтому для измерений используют широкополосные болометры, установленные на поднимаемых за пределы атмосферы баллонах и ракетах. Наблюдения на длинах волн от 50 см до 0,5 мм свидетельствуют о том, что Реликтовое излучение равномерно распределено на небесной сфере и является основной составляющей яркости неба в дециметровом, сантиметровом, миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах (рис.). Реликтовое излучение определяет плотность энергии электромагнитного излучения во Вселенной — около 0,25 эв/см³, и плотность числа фотонов во Вселенной — около 400 в 1 см³. На каждый атом во Вселенной приходится более ста миллионов реликтовых фотонов.

Открытие Реликтовое излучение подтвердило предложенную в 1946 Г. А. Гамовым гипотезу (т. н. горячую модель Вселенной), согласно которой Вселенная на ранние стадиях расширения характеризовалась не только высокой плотностью, но и высокой температурой, достаточной для протекания ядерных реакций синтеза лёгких элементов. При высокой температуре плазма находилась в термодинамическом равновесии с излучением. В ходе последующего расширения Вселенной температура вещества и излучения падала по адиабатическому закону, происходила рекомбинация протонов и электронов, и равновесие между веществом и излучением нарушилось. Однако тепловое излучение сохранилось до современной эпохи и наблюдается в виде Реликтовое излучение

Исследования Реликтовое излучение дают ценный материал для космогонических и космологических теорий. Так, по отсутствию заметной анизотропии Реликтовое излучение судят о крупномасштабных свойствах Вселенной, делают выводы о её изотропии и однородности. Выявление мелкомасштабных флуктуаций температуры Реликтовое излучение на небесной сфере дало бы возможность сделать заключение о первичных возмущениях в плотности и скорости вещества, рост которых привёл к образованию галактик и скоплений галактик, о времени их образования. Обнаружение отклонений Реликтовое излучение от законов излучения абсолютно чёрного тела позволило бы выявить источники выделения энергии, действовавшие в течение времени охлаждения Реликтовое излучение

Реликтовое излучение существенно влияет на ряд процессов, происходящих во Вселенной и в современную эпоху. Так, Реликтовое излучение определяет время жизни релятивистских электронов и космических лучей сверхвысоких энергий в межгалактическом пространстве: электроны, рассеивая фотоны Реликтовое излучение, отдают им энергию и тормозятся. Энергия реликтовых фотонов при этом возрастает во много раз. Этот механизм, возможно, является причиной возникновения фонового рентгеновского излучения. При столкновении фотонов Реликтовое излучение с протонами ультравысоких энергий происходит рождение p-мезонов, протоны быстро теряют энергию. Столкновения фотонов с ядрами космических лучей при определённых условиях приводят к расщеплению ядер. Реликтовое излучение влияет на заселённость нижних энергетических уровней молекул межзвёздного вещества. На этом основан, в частности, косвенный метод определения температуры Реликтовое излучение Полученные этим путём температуры Реликтовое излучение хорошо согласуются с температурами, полученными и при прямых радионаблюдениях.

Лит.: Зельдович Я. Б., Новиков И. Д., Релятивистская астрофизика, М., 1967; их же, Строение и эволюция Вселенной, М., 1975: Лонгейр М. С., Сюняев Р. А., Электромагнитное излучение во Вселенной, «Успехи физических наук», 1971, т. 105, в. 1.
  Р. А. Сюняев.