6.2.2. Реликтовое излучение

Наиболее важным подтверждением теории БВ является обна­ружение реликтового излучения (РИ), как раз и связанного, по-видимому, с существованием первоначального сверхплотного сгустка вещества и излучения. Название «реликтовое излучение» ввел отечественный астрофизик И. С. Шкловский (1916—1985). Первоначально оно обладало огромной энергией, но расшире­ние и охлаждение сгустка привели к тому, что излучение также «остыло» и энергия квантов уменьшилась, т.е. возросла длина их волны. Это фоновое излучение и сейчас существует во Вселен­ной, но теперь уже в виде радиоволн, микроволнового и инф­ракрасного излучения. Температуру реликтового излучения рас­считал Г. А. Гамов. Она составляет около 3 К, согласно совре­менным данным 2,74 К. В последние годы экспериментально обнаружена анизотропия (неравномерность) реликтового излу­чения, которую связывают с неоднородностями распределения материи и наличием слабых возмущений.

Рассматривая такой сгусток вещества и излучения, мы долж­ны понимать, что его нельзя рассматривать как бы со стороны, с далекого расстояния, и считать, что он расширяется по на­правлению к нам (или от нас). Сгусток есть не что иное, как сама Вселенная, и Земля находится внутри него. Внутри же сгу­стка при расширении его все остальное вещество во Вселенной движется в направлении от Земли (вспомним шарик с пятныш­ками) или от любого куска вещества в сгустке. Поэтому излуче­ние сгустка бомардирует Землю со всех сторон. Любой наблюда­тель во Вселенной должен регистрировать это излучение с рав­ной интенсивностью с любого направления в пространстве.

Так как расширение продолжается ~14 — 20 • Ю¹⁰ лет, то со­гласно теории огромная начальная температура уменьшилась к настоящему времени до средней температуры Вселенной — по­рядка 3 К. Максимум в распределении длин волн, соответствую­щий излучению источника с такой температурой в 3 К, должен приходиться на длину волны 0,1 см. Это означает, что если те­ория БВ верна, то должны экспериментально наблюдаться два эффекта: спектр излучения Вселенной должен соответствовать равновесному излучению при 3 К, и это излучение должно при­ходить с равной интенсивностью с любого направления в про­странстве, т.е. быть изотропным.

Начиная с 1965 г. были проведены многочисленные измере­ния, обнаружившие космические радиоволны с малой энергией, которые можно интерпретировать как равновесное излучение остывшего, но все еще расширяющегося сгустка, причем с дли­ной волны, соответствующей Г= 3 К. Любопытно, что это от­крытие произошло в известном смысле случайно. Его сделали американские радиоастрономы А. Пензиас и Р. Вильсон, кото­рые ничего не слышали о предсказании теории Г. А. Гамова, и цель их работы не была связана с космологией. А. Пензиас и Р. Уилсон использовали для излучения радиационных характе­ристик космологического пространства так называемую рожко­вую антенну, первоначально сконструированную для системы связи через американский спутник «Эхо». Эта специальная ан­тенна принимала радиосигналы только из небольшого участка неба, на который она направлена. Они обнаружили, что незави­симо от направления антенны в принимаемом сигнале присутст­вовала существенная по величине энергия, соответствующая микроволновому участку спектра и температуре около 3,5 К. Все выглядело так, как если бы вся Вселенная была пронизана этим микроволновым фоном. Тем не менее значение их наблюдений стало общепризнанным и они в 1968 г. получили Нобелевскую премию. Это было самое крупное наблюдательное открытие в космологии со времени обнаружения Хабблом в 1929 г. явления разбегания галактик. Оно резко изменило статус космологии как фундаментальной науки (ранее к ней относились как к достаточ­но абстрактной и умозрительной: «повсюду считалось, что изуче­ние ранней Вселенной это не та задача, которой должен посвя­щать свое время уважающий себя ученый» [23]) и изменило отно­шение к трудам А. А. Фридмана и Г. А. Гамова. Таким образом, были получены некоторые экспериментальные доказательства справедливости теории БВ. И. М. Дмитриевский связывает по­ток реликтового излучения с ходом времени, или потоком вре­мени, по Н. А. Козыреву, который, согласно его гипотезе, явля­ется источником звездной энергии [67].