Вещество отделилось от излучения
Модель Гамова. Реликтовое вещество, как и излучение откуда-то должно было появиться. По модели Гамова выделены четыре эры развития вселенной:
Адронная (τ=10-4 с) Эта эра образования тяжелых частиц (барионов, или адронов) из кварков.
Лептонная (τ=0,2 с) эра лёгких частиц (электронов, фотонов, позитронов). Реликтовое нейтрино (ν) образовали в эту эру, но обнаружить их пока не удалось. В конце лептонной эры протонов и нейтронов стало примерно одинаковое количество.
Фотонная (τ=1 млн. лет) или эра излучения. Энергия фотонов уменьшается по сравнению с первыми двумя эрами, длина волны увеличиваются, и они переходят в рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. В фотонную эру вещество отделяется от антивещества, и фотоны отделились от вещества в виде различных электромагнитных излучений (ЭМИ) – рентгеновского, ультрафиолетового (УФ), светового, инфракрасного… Вселенная становится прозрачной для излучения, появляется свет. Начинают образовываться ядра. Продолжительность 1 млн. лет. Основная доля массы – энергии Вселенной – приходится на фотоны. К концу эры температура падает с 1010 до 3000 градусов по Кельвину, плотность – с 104 г/см3 до 1021 г/см3. Главную роль играет излучение, которое в конце эры отделяется от вещества.
Звездная эра (пока не закончилась) начинается после фотонной с появлением атомов H и He.
Как измерить красное смещение
В 1917 году Слайфер обнаружил красное смещение спектра, установив спектрограф на телескоп. Еще в середине XIX века Доплер обосновал смещение спектра в длинноволновые области при удалении от объекта. В 1929 году Э. Хаббл заинтересовался красным смещением Слайфера и обнаружил, что все объекты удаляются.
Красное смещение увеличение длины волны видимого света или в другом диапазоне электромагнитного излучения, вызванное либо удалением источника (эффект ДОПЛЕРА), либо расширением Вселенной (создатель теории - Фридман). Определяется как изменение длины волны определенной спектральной линии, относительно эталонной длиной волны этой линии. Красные смещения, вызванные расширением Вселенной, называемые космологическим красным смещением, не имеют ничего общего с эффектом Доплера. Эффект Доплера возникает из-за движения в пространстве, тогда как космологическое красное смещение вызвано расширением самого пространства, которое в буквальном смысле растягивает длины волн света, движущегося к нам. Чем длиннее время путешествия света, тем больше растягивается его длина волны. Как показывает постоянная Хаббла, гравитационное красное смещение - это явление, предсказанное общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Свет, излучаемый звездой, должен проделать работу, чтобы преодолеть гравитационное поле звезды. В итоге имеет место небольшая потеря энергии, являющаяся результатом увеличения длины волны, так что все спектральные линии смещаются в сторону красного цвета.
Какие частицы появились на самом первом этапе развития Вселенной? Какие характеристики имеет реликтовое излучение?
По модели Гамова выделены четыре эры развития вселенной:
Адронная (τ=10-4 с) Эта эра образования тяжелых частиц (барионов, или адронов) из кварков.
Лептонная (τ=0,2 с) эра лёгких частиц (электронов, фотонов, позитронов). Реликтовое нейтрино (ν) образовали в эту эру, но обнаружить их пока не удалось. В конце лептонной эры протонов и нейтронов стало примерно одинаковое количество.
Фотонная (τ=1 млн. лет) или эра излучения. Энергия фотонов уменьшается по сравнению с первыми двумя эрами, длина волны увеличиваются, и они переходят в рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. В фотонную эру вещество отделяется от антивещества, и фотоны отделились от вещества в виде различных электромагнитных излучений (ЭМИ) – рентгеновского, ультрафиолетового (УФ), светового, инфракрасного… Вселенная становится прозрачной для излучения, появляется свет. Начинают образовываться ядра. Продолжительность 1 млн. лет. Основная доля массы – энергии Вселенной – приходится на фотоны. К концу эры температура падает с 1010 до 3000 градусов по Кельвину, плотность – с 104 г/см3 до 1021 г/см3. Главную роль играет излучение, которое в конце эры отделяется от вещества.
Звездная эра (пока не закончилась) начинается после фотонной с появлением атомов H и He.
Космическое микроволновое фоновое излучение (от англ. cosmic microwave background radiation) — космическое электромагнитное излучение с высокой степенью изотропности и со спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,725 К.
Существование реликтового излучения было предсказано теоретически Г.Гамовым в рамках теории Большого взрыва. Хотя в настоящее время многие аспекты первоначальной теории Большого взрыва пересмотрены, основы, позволившие предсказать температуру реликтового излучения, остались неизменны. Считается, что реликтовое излучение сохранилось с начальных этапов существования Вселенной и равномерно её заполняет. Экспериментально его существование было подтверждено в 1965 году. Наряду с космологическим красным смещением, реликтовое излучение рассматривается как одно из главных подтверждений теории Большого взрыва.
Характеристики: Спектр наполняющего Вселенную реликтового излучения соответствует спектру излучения абсолютно чёрного тела с температурой 2,725 кельвина. Его максимум приходится на частоту 160,4 ГГц (микроволновое излучение), что соответствует длине волны 1,9 мм. Оно изотропно с точностью до 0,01 % — среднеквадратичное отклонение температуры составляет приблизительно 18 мкК. Это значение не учитывает дипольную анизотропию (разница между наиболее холодной и горячей областью составляет 6,706 мК [11]), вызванную доплеровским смещением частоты излучения из-за нашей собственной скорости относительно системы отсчёта, связанной с реликтовым излучением. Дипольная анизотропия соответствует движению Солнечной системы по направлению к созвездию Девы со скоростью ? 370 км/с[12]. Красное смещение для реликтового излучения немного превосходит 1000