Добавил:
Hist
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:
Реликтовое излучение.
В космологии космическое микроволновое ионизирующее излучение (чаще всего упоминается как реликтовое излучение) - это форма электромагнитного излучения, обнаруженная в 1965 году, которое заполняет всю вселенную. Оно имеет тепловой спектр черного тела с температурой 2,725 Кельвина. Таким образом, спектральный максимум в микроволновом диапазоне достигается на частоте 160.2 ГГц, что соответствует длине волны 1.9 мм. Большинство космологов рассматривают это излучение как главное подтверждение теории Большого Взрыва Вселенной.
Реликтовое излучение и уровень его изотропии являются предсказанием Теории Большого Взрыва. Согласно теории, ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, состоящую из фотонов, электронов и барионов. Благодаря рассеянию Томсона, фотоны постоянно взаимодействовали с плазмой. По мере расширения Вселенной, адиабатическое охлаждение вызывало остывание плазмы до тех пор, пока она не стала благоприятной для того, чтобы электроны соединилсь с протонами и сформировали атомы водорода. Это случилось при температуре около 3000 К, или примерном возрасте Вселенной 379000 лет. С этого момента фотоны перестали рассеиваться теперь уже нейтральными атомами и начали свободно перемещаться в пространстве. Этот процесс называется рекомбинацией или разделением (в отношении объединения электронов с ядрами и разделением вещества и излучения соответственно).
С тех пор фотоны продолжают охлаждаться; сейчас их температура достигла 2725К и она будет продолжать снижаться, пока вселенная продолжает расширяться. Таким образом, излучение от неба, которое мы измеряем в наше время, исходит от сферической поверхности, называемой поверхностью последнего рассеивания. Это представляет собой совокупность точек в пространстве (около 46 миллиардов световых лет от Земли ), на которой достаточно давно произошло разделение (менее 400К тысяч лет после Большого Взрыва, 13.7 млрд. лет назад) так, что свет от этой части пространства достигает наблюдателей.
[Это представляет собой совокупность точек в пространстве (около 46 миллиардов световых лет от Земли ), на которой разделение произошло достаточно давно для того чтобы свет достигал наблюдателей.]
Теория Большого Взрыва предполагает, что реликтовое излучение заполняет всё обозримое пространство и большая часть излучения во Вселенной основывается на реликтовом излучении, что составляет долю примерно 5х10-5 от общей плотности Вселенной.
Два наибольших достижения Теории Большого взрыва - это предсказание его почти идеального спектра черного тела и его детальное предсказание анизотропии в реликтовом излучении. Недавнее ислледование Вилкинсоном анизотропии микроволн точно измерило эти анизотропии по всему небу с точностью до 0.2 градуса.Это может быть использовано для оценки параметров стандартной модели Большого Взрыва. Такая информация, как форма Вселенной, могут быть получены прямо из реликтового излучения, а другие, такие, как постоянная Хаббла, не являются ограниченными и должны быть выведены из других измерений.
Реликтовое излучение было предсказано Георгием Гамовым, Ральфом Альфером и Робертом Германом в 1948 году. Более того, Альфер и Герман смогли установить, что температура реликтового излучения должна составлять 5 К, хотя двумя годами позже они измерили его в 28К. Хотя до этого было несколько предыдущих оценок температуры пространства, они страдали от двух недостатков. Во-первых, это были измерения лишь эффективной температуры пространства, не предполагалось, что пространство заполнено тепловым спектром Планка (спектром излучения Планка. я не знаю, как там правильно перевести.) Во-вторых, они были зависимы от нашего особого расположения на краю галактики Млечноый Путь и не предполагали, что излучение изотропно. Более того, они бы дали совершенно другие результаты, если бы Земля находилась где-нибудь в другом месте Вселенной.
Реликтовое излучение и космологическое красное смещение вместе рассматриваются как лучшее доступное доказательство теории Большого Взрыва. Открытие реликтового излучения в середине 1960-х годов ограничило интерес к альтернативнам, таким как устойчивая государственная теория. Реликтовое излучение дает характеристику Вселенной, когда, в соответствии со стандартной космологией, температура понизилась достаточно для того, чтобы электроны и протоны сформировали атомы водорода, таким образом делая Вселенную проницаемой для радиации. Когда это произошло спустя приблизительно 400 тысяч лет после Большого Взрыва - этот период времени общеизвестен как "время последнего рассеивания" или период рекомбинации или рассеивания - температура Вселенной была около 3000К. Это соответствует энергии около 0.25 еВ, которая много меньше 13.6 еВ энергии ионизации водорода. По мере того как Вселенная расширяется, реликтовое излучение фотонов уменьшается, делая температуру излучения обратно пропорциональной величине Вселенной. Для более подробных доказательств, что излучение это свидетельство Б.В., рассмотрите реликтовое излучение Б.В.
После открытия реликтового излучения, сотни экспериментов были проведены над космическим м. фоном для измерения и описания особенностей излучения. Наиболее известный эксперимент это, вероятно, спутник NASA…, находившийся на орбите в 1989-1996 годах, который обнаружил и измерил самую большую величину анизотропии на пределе своих возможностей. Вдохновленные первыми результами изучения изотропического и однородного излучения, ученые провели серию наземных и воздушных экспериментов по измерению анизотропии реликтового излучения.
В космологии космическое микроволновое ионизирующее излучение (чаще всего упоминается как реликтовое излучение) - это форма электромагнитного излучения, обнаруженная в 1965 году, которое заполняет всю вселенную. Оно имеет тепловой спектр черного тела с температурой 2,725 Кельвина. Таким образом, спектральный максимум в микроволновом диапазоне достигается на частоте 160.2 ГГц, что соответствует длине волны 1.9 мм. Большинство космологов рассматривают это излучение как главное подтверждение теории Большого Взрыва Вселенной.
Реликтовое излучение и уровень его изотропии являются предсказанием Теории Большого Взрыва. Согласно теории, ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, состоящую из фотонов, электронов и барионов. Благодаря рассеянию Томсона, фотоны постоянно взаимодействовали с плазмой. По мере расширения Вселенной, адиабатическое охлаждение вызывало остывание плазмы до тех пор, пока она не стала благоприятной для того, чтобы электроны соединилсь с протонами и сформировали атомы водорода. Это случилось при температуре около 3000 К, или примерном возрасте Вселенной 379000 лет. С этого момента фотоны перестали рассеиваться теперь уже нейтральными атомами и начали свободно перемещаться в пространстве. Этот процесс называется рекомбинацией или разделением (в отношении объединения электронов с ядрами и разделением вещества и излучения соответственно).
С тех пор фотоны продолжают охлаждаться; сейчас их температура достигла 2725К и она будет продолжать снижаться, пока вселенная продолжает расширяться. Таким образом, излучение от неба, которое мы измеряем в наше время, исходит от сферической поверхности, называемой поверхностью последнего рассеивания. Это представляет собой совокупность точек в пространстве (около 46 миллиардов световых лет от Земли ), на которой достаточно давно произошло разделение (менее 400К тысяч лет после Большого Взрыва, 13.7 млрд. лет назад) так, что свет от этой части пространства достигает наблюдателей.
[Это представляет собой совокупность точек в пространстве (около 46 миллиардов световых лет от Земли ), на которой разделение произошло достаточно давно для того чтобы свет достигал наблюдателей.]
Теория Большого Взрыва предполагает, что реликтовое излучение заполняет всё обозримое пространство и большая часть излучения во Вселенной основывается на реликтовом излучении, что составляет долю примерно 5х10-5 от общей плотности Вселенной.
Два наибольших достижения Теории Большого взрыва - это предсказание его почти идеального спектра черного тела и его детальное предсказание анизотропии в реликтовом излучении. Недавнее ислледование Вилкинсоном анизотропии микроволн точно измерило эти анизотропии по всему небу с точностью до 0.2 градуса.Это может быть использовано для оценки параметров стандартной модели Большого Взрыва. Такая информация, как форма Вселенной, могут быть получены прямо из реликтового излучения, а другие, такие, как постоянная Хаббла, не являются ограниченными и должны быть выведены из других измерений.
Реликтовое излучение было предсказано Георгием Гамовым, Ральфом Альфером и Робертом Германом в 1948 году. Более того, Альфер и Герман смогли установить, что температура реликтового излучения должна составлять 5 К, хотя двумя годами позже они измерили его в 28К. Хотя до этого было несколько предыдущих оценок температуры пространства, они страдали от двух недостатков. Во-первых, это были измерения лишь эффективной температуры пространства, не предполагалось, что пространство заполнено тепловым спектром Планка (спектром излучения Планка. я не знаю, как там правильно перевести.) Во-вторых, они были зависимы от нашего особого расположения на краю галактики Млечноый Путь и не предполагали, что излучение изотропно. Более того, они бы дали совершенно другие результаты, если бы Земля находилась где-нибудь в другом месте Вселенной.
Реликтовое излучение и космологическое красное смещение вместе рассматриваются как лучшее доступное доказательство теории Большого Взрыва. Открытие реликтового излучения в середине 1960-х годов ограничило интерес к альтернативнам, таким как устойчивая государственная теория. Реликтовое излучение дает характеристику Вселенной, когда, в соответствии со стандартной космологией, температура понизилась достаточно для того, чтобы электроны и протоны сформировали атомы водорода, таким образом делая Вселенную проницаемой для радиации. Когда это произошло спустя приблизительно 400 тысяч лет после Большого Взрыва - этот период времени общеизвестен как "время последнего рассеивания" или период рекомбинации или рассеивания - температура Вселенной была около 3000К. Это соответствует энергии около 0.25 еВ, которая много меньше 13.6 еВ энергии ионизации водорода. По мере того как Вселенная расширяется, реликтовое излучение фотонов уменьшается, делая температуру излучения обратно пропорциональной величине Вселенной. Для более подробных доказательств, что излучение это свидетельство Б.В., рассмотрите реликтовое излучение Б.В.
После открытия реликтового излучения, сотни экспериментов были проведены над космическим м. фоном для измерения и описания особенностей излучения. Наиболее известный эксперимент это, вероятно, спутник NASA…, находившийся на орбите в 1989-1996 годах, который обнаружил и измерил самую большую величину анизотропии на пределе своих возможностей. Вдохновленные первыми результами изучения изотропического и однородного излучения, ученые провели серию наземных и воздушных экспериментов по измерению анизотропии реликтового излучения.