Реликтовое излучение

Реликтовое излучение

Одна из самых интригующих загадок в современной астрофизике — тёмная материя. Она названа так потому, что мы её не видим, но ирония в том, что многое из того, что мы узнали об этой загадочной и неуловимой субстанции, пришло от изучения света, известного нам как космическое микроволновое фоновое излучение или реликтовое излучение.

Доминирующая сегодня Теория Большого взрыва предсказывает, что ранняя Вселенная была крайне жарким местом и что по мере расширения газ внутри неё охлаждается. Если теория верна, вселенная должна быть заполнена остатком первобытного тепла, оставшегося от Большого взрыва. Это тепло и есть то самое реликтовое излучение. А значит, мы сегодня как никогда близко к познанию Mysterium Cosmographicum — всех тайн мироздания.

Ядерная физика о А до Я. Реликтовое излучение

Экспериментальная рубрика “Ядерная физика от А до Я”. Научные сотрудники и преподаватели МИФИ рассказывают термины из ядерной физики, физики элементарных частиц, астрофизики и космологии простыми словами.

Р – Реликтовое излучение

Самый старый свет в космосе

Иллюстрация наблюдаемой Вселенной в логарифмическом масштабе с Солнечной системой в центре. Микроволновое фоновое излучение находятся на грани сферы. Автор: Пабло Карлос Будасси.

CMB находится за пределами света самых далеких галактик, которые могут уловить наши телескопы. Это самый старый и самый далекий свет, который мы можем наблюдать. Он начал свое путешествие около 14 миллиардов лет назад, задолго до того, как появились Земля, Солнце и даже Млечный Путь. Это след от детства Вселенной. В то время она еще не была темным и холодным местом, которое мы можем наблюдать ночью в наши дни.

Это была колоссальная буря, состоящая из радиации и элементарных частиц. Все окружающие нас объекты (планеты, звезды, галактики) сформировались именно из этих частиц по мере расширения и охлаждения космоса. Именно поэтому это остаточное реликтовое излучение является таким важным для людей, занимающихся космологией.

Реликтовое излучение имеет небольшие вариации своей интенсивности. И по ним ученые могут расшифровать очень важную информацию о Вселенной.

Когда миллиарды лет назад этот свет появился, он был таким же горячим и ярким, как поверхность звезды. Однако с тех пор расширение Вселенной сильно увеличило объем пространства. Длина волны самого первого света увеличилась, а его частота уменьшилась до микроволновой части электромагнитного спектра. И реликтовое излучение остыло до своей текущей температуры, которая всего на 2,73 градуса выше абсолютного нуля.

Что дает нам изучение реликтового излучения?

Ранняя Вселенная была холодной, очень холодной. Почему Вселенная была такой холодной, и что случилось, когда началось расширение вселенной? Можно предположить, что из-за большого взрыва случился выброс огромного количества сгустков энергии за пределы вселенной, затем Вселенная остыла, почти замерзла, но со временем энергия начала собираться в сгустки снова, и возникла некая реакция, которая и запустила процесс расширения вселенной. Тогда откуда взялась темная материя и взаимодействует ли она с реликтовым излучением? Возможно реликтовое излучение – это результат разложения темной материи, что более логично, чем остаточное излучение большого взрыва. Поскольку темная энергия может являться антиматерией и частицы темной материи, сталкиваясь с частицами материи, образуют в материальном и антиматериальном мире излучение подобно реликтовому. На сегодняшний день это самая свежая, неизученная область науки, в которой можно достичь успехов и запечатлиться в истории науки и общества.