[URL=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305179]Inflation and the Cosmic Microwave Background[/URL]
Вселенная расширялась и охлаждалась. Чем дальше в прошлое, тем она была меньше и горячее.
Реликтовое излучение имеет самое большое красное смещение, много большее, чем красное смещение самых далеких галактик и квазаров, которые еще не образовались в столь раннюю эпоху.
Красное смещение РИ z = 1000, это много больше, чем z = несколько единиц для галактик и квазаров.
Это значит, что в момент высвобождения РИ Вселенная была в [I]1000 раз меньше[/I] размеров сегодняшней Вселенной.
РИ было излучено горячей плазмой много раньше того, когда образовались звезды и галактики, и оно является [I]уникальным средством для изучения ранней Вселенной[/I].
С помощью спутниковых наблюдений (COBE) были открыты горячие и холодные пятна РИ. Наблюдения были доказательством теории Большого Взрыва. Это было прокомментировано словами "Если вы религиозны, это похоже на то, что Вы взглянули в лицо Бога" (George Smooth) и "Это величайшее открытие столетия, если не за все время" (Stephen Hawking).
РИ приходит с [I]поверхности последнего рассеяния[/I]. Когда вы смотрите сквозь туман, вы видите поверхность последнего рассеяния. Расстояние, на которое вы видите, может быть 100 метров. В густом тумане видно на 10 метров. В очень плотном тумане вы не увидите дальше своей вытянутой руки. Поверхность последнего рассеяния на расстоянии не более чем длина вытянутой руки. За поверхностью последнего рассеяния ничего увидеть нельзя. Это максимальное расстояние, на которое можно заглянуть вглубь Вселенной в прошлом.
Представим себе бесконечную площадь, заполненную людьми. См. рисунок, на котором изображены головы.
Все люди громко кричат, вы находитесь в центре. Вдруг по команде свыше все люди одновременно замолчали. Вы продолжаете слышать звук, который приходит к вам со все более далекого расстояния. Окружность, с которой приходит звук, растет в диаметре со скоростью звука. Вы будете слышать шум, воспроизводимый разными людьми в разные моменты времени. Точно так же к нам приходит реликтовое излучение с поверхности последнего рассеяния, постоянно смещающейся с течением времени.
[IMG]http://s45.radikal.ru/i108/1202/ac/775725d896f7.jpg[/IMG]
Модель предсказывает, что РИ находилось в тепловом равновесии и имеет спектр абсолютно черного тела. Измерения температуры антенны на различных частотах показывают, что спектр РИ действительно приблизительно описывается излучением черного тела, но в нем есть особенности, которые не просто объяснить. Измерения на спутнике CОВЕ дали температуру 2.725К для РИ.
Первые измерения СОBЕ показали высокую степень изотропности РИ.
РИ по своему происхождению не является излучением, образовавшимся в результате рекомбинации электронов и образования первых атомов. Только небольшая его часть появилась таким образом. Основная часть энергии РИ образовалась в результате аннигиляции пар частица/античастица в плотном веществе ранней Вселенной. При расширении Вселенной энергия излучения падала, и достигла потенциала ионизации атома водорода, так что фотоны не могли больше ионизировать рекомбинирующиеся атомы. Рекомбинация стала возможна. Хотя ионизационный потенциал атома водорода 13.6 эВ (T = 10^5 К), рекомбинация произошла при температуре 3000 К. Такая низкая температура объясняется тем, что на один протон приходилось 10 миллиардов фотонов, и у распределения фотонов был очень длинный хвост.
Ранняя Вселенная была заполнена большим количеством нейтрино, которые, образовались при энергии выше 1MэВ, и так же как РИ, должны бы сохраниться до наших дней. При тепловом равновесии температура образовавшихся фотонов и нейтрино была одинакова, и на сегодня должна была бы составлять 1.95К. Однако, измеренная температура фотонов 2.725К. Откуда взялась дополнительная энергия фотонов? Она взялась от аннигиляции электрон-позитронных пар, когда температура упала ниже 1MэВ. Фон из холодных нейтрино T=1.95К еще не наблюдался.
Изменено:
Olginoz - 25.02.2012 08:23:24