Jedna zo zložiek všeobecného pozadia kozmu. email magn. žiarenia. RI. rovnomerne rozložené po nebeskej sfére a svojou intenzitou zodpovedá tepelnému žiareniu absolútne čierneho telesa pri teplote cca. 3 K, objavil Amer. vedci A. Penzias a ... Fyzická encyklopédia
RELIKTNÉ žiarenie, napĺňajúce Vesmír kozmickým žiarením, ktorého spektrum je blízke spektru absolútne čierneho telesa s teplotou okolo 3 K. Pozorujeme ho pri vlnách od niekoľkých mm do desiatok cm, takmer izotropne. Pôvod...... Moderná encyklopédia
Pozadie kozmického žiarenia, ktorého spektrum je blízke spektru úplne čierneho telesa s teplotou cca. 3 K. Pozoruje sa pri vlnách od niekoľkých mm do desiatok cm, takmer izotropne. Pôvod reliktného žiarenia je spojený s vývojom ... Veľký encyklopedický slovník
žiarenie pozadia- Pozadie kozmického rádiového vyžarovania, ktoré vzniklo v raných fázach vývoja vesmíru. [GOST 25645.103 84] Subjekty podmieňujú fyzický priestor. vesmír EN reliktné žiarenie… Technická príručka prekladateľa
Pozadie kozmického žiarenia, ktorého spektrum je blízke spektru čierneho telesa s teplotou asi 3°K. Pozoruje sa na vlnových dĺžkach od niekoľkých milimetrov do desiatok centimetrov, takmer izotropne. Pôvod reliktného žiarenia ... ... encyklopedický slovník
Elektromagnetické žiarenie, ktoré vypĺňa pozorovateľnú časť Vesmíru (Pozri Vesmír). RI. existoval už v raných fázach expanzie vesmíru a zohral dôležitú úlohu v jeho vývoji; je jedinečným zdrojom informácií o jej minulosti... Veľká sovietska encyklopédia
CMB žiarenie- (z lat. pozostatok relicium) kozmické elektromagnetické žiarenie spojené s vývojom Vesmíru, ktorý svoj vývoj začal po „veľkom tresku“; pozadia kozmického žiarenia, ktorého spektrum je blízke spektru úplne čierneho telesa s ... ... Začiatky moderných prírodných vied
Priestor na pozadí žiarenie, ktorého spektrum je blízke spektru absolútne čierneho telesa s teplotou cca. 3 K. Pozorované na vlnách z viacerých. mm až desiatky cm, takmer izotropne. R. pôvod a. spojené s vývojom vesmíru, do raja v minulosti ... ... Prírodná veda. encyklopedický slovník
Tepelné pozadie kozmického žiarenia, ktorého spektrum je blízke spektru absolútne čierneho telesa s teplotou 2,7 K. Vznik R. i. spojené s vývojom vesmíru, ktorý mal v dávnej minulosti vysokú teplotu a hustotu žiarenia ... ... Astronomický slovník
Kozmológia Vek vesmíru Veľký tresk Kozmická vzdialenosť Reliktné žiarenie Kozmologická rovnica stavu Temná energia Skrytá hmotnosť Friedmannov vesmír Kozmologický princíp Kozmologické modely Vznik ... Wikipedia
knihy
- Sada stolov. Evolúcia vesmíru (12 tabuliek), . Vzdelávací album 12 listov. Článok - 5-8676-012. astronomické štruktúry. Hubbleov zákon. Friedmanov model. Obdobia vývoja vesmíru. raný vesmír. primárna nukleosyntéza. Relikvia…
- Kozmológia, Steven Weinberg. Monumentálna monografia laureáta Nobelovej ceny Stevena Weinberga sumarizuje výsledky pokroku, ktorý sa v modernej kozmológii za posledné dve desaťročia dosiahol. Je jedinečná v…
POZADIE MIKROVLN
(reliktné žiarenie) – kozmické. žiarenie, ktoré má spektrum charakteristické pre úplne čierne telo pri teplote cca. 3 K; určuje intenzitu žiarenia pozadia Vesmíru v rozsahu centimetrových, milimetrových a submilimetrových rádiových vĺn. Vyznačuje sa najvyšším stupňom izotropie (intenzita je takmer rovnaká vo všetkých smeroch). Otvorenie M. f. a [ALE. Penzias (A. Penzias), P. Wilson (R. Wilson), 1965] potvrdili tzv. teória horúceho vesmíru, dal najdôležitejší experiment. dôkazy v prospech koncepcie izotropie rozpínania vesmíru a jeho homogenity vo veľkých mierkach (pozri. kozmológia).
Podľa teórie horúceho vesmíru mala látka rozpínajúceho sa vesmíru v minulosti oveľa vyššiu hustotu ako dnes a extrémne vysokú teplotu. o T> 10 8 K primárna plazma, pozostávajúca z protónov, héliových iónov a elektrónov, nepretržite emitujúca, rozptyľujúca a absorbujúca fotóny, bola v plnej termodynamike. rovnováha so žiarením. V priebehu nasledujúceho rozpínania vesmíru rýchlosť plazmy a žiarenia klesala. Interakcia častíc s fotónmi už nemala čas výrazne ovplyvniť emisné spektrum počas charakteristického času expanzie ( optická hrúbka vesmír podľa brzdné svetlo do tejto doby sa stala oveľa menšou ako jednota). Avšak aj pri úplnej absencii interakcie medzi žiarením a hmotou zostáva počas rozpínania Vesmíru spektrum žiarenia čierneho telesa čierne, len sa jeho rýchlosť znižuje. Zatiaľ čo teplota prekročila 4000 K, primárna látka bola úplne ionizovaná, rozsah fotónov od jedného rozptylu k druhému bol oveľa menší Horizont udalostí vo Vesmíre. o T< 4000 К произошла рекомбинация протонов и электронов, плазма превратилась в смесь нейтральных атомов водорода и гелия. Вселенная стала полностью прозрачной для излучения. В ходе её дальнейшего расширения темп-pa излучения продолжала падать, но чернотельный характер излучения сохранился как реликт или "память" о раннем периоде эволюции мира. Это излучение было обнаружено сначала на волне 7,35 см, а затем и на др. волнах (от 0,6 мм до 50 см).
Temp-pa M. f. a s presnosťou 10 % sa rovnalo 2,7 K. Cp. fotónová energia tohto žiarenia je extrémne malá - 3000-krát menšia ako fotónová energia viditeľného svetla, ale počet fotónov M. f. a veľmi veľký. Na každý atóm vo vesmíre pripadá ~ 109 fotónov M. f. a (porovnaj 400-500 fotónov / cm 3).
Spolu s priamou metódou na určenie teploty M. f. i. - podľa krivky rozloženia energie v spektre žiarenia ( pozri Planckov radiacny zakon) - existuje aj nepriama metóda - podľa počtu obyvateľov nižších. energetické hladiny molekúl v medzihviezdnom prostredí. Pri absorpcii fotónu M. f. a molekula sa pohybuje od hlavnej stav až vzrušený. Čím vyššia je rýchlosť žiarenia, tým vyššia je hustota fotónov s energiou dostatočnou na excitáciu molekúl a tým väčší je ich podiel na excitovanej úrovni. Podľa počtu excitovaných molekúl (úrovňových populácií) je možné posúdiť teplotu vzrušujúceho žiarenia. Teda pozorovania optických absorpčné čiary medzihviezdneho kyanogénu (CN) ukazujú, že jeho nižšia. energetické hladiny sú osídlené tak, ako keby sa molekuly CN nachádzali v trojstupňovom poli žiarenia čierneho telesa. Táto skutočnosť bola zistená (ale nie úplne pochopená) už v roku 1941, dávno pred objavom M. f. a priame pozorovania.
Žiadne hviezdy a rádiové galaxie, žiadne horúce medzigalaxie. plyn, ani opätovná emisia viditeľného svetla medzihviezdnym prachom nemôže produkovať žiarenie blížiace sa vlastnostiam M. f. a.; celková energia tohto žiarenia je príliš vysoká a jeho spektrum sa nepodobá ani spektru hviezd, ani spektru rádiových zdrojov (obr. 1). To, ako aj takmer úplná absencia kolísania intenzity nad nebeskou sférou (malé uhlové fluktuácie), dokazuje kozmológiu. reliktný pôvod M. f. a
Ryža. 1. Spektrum mikrovlnného žiarenia pozadia vesmíru [intenzita v erg/(cm 2 *s*sr*Hz)]. Experimentujte. body sú zakreslené s uvedením chýb merania. Body CN, CH zodpovedajú výsledkom určenia hornej hranice (znázornenej šípkou) teploty žiarenia z úrovne populácie zodpovedajúcich medzihviezdnych molekúl.
Výkyvy M. f. a Detekcia malých rozdielov v intenzite M. f. a., prijaté z rôznych častí nebeskej sféry, by nám umožnilo vyvodiť niekoľko záverov o povahe primárnych porúch v hmote, ktoré následne viedli k vzniku galaxií a zhlukov galaxií. Moderné galaxie a ich zhluky vznikli v dôsledku rastu nehomogenít hustoty hmoty, nevýznamnej amplitúdy, ktoré existovali pred rekombináciou vodíka vo vesmíre (pozri obr. Primárne výkyvy vo vesmíre). Pre akékoľvek kozmologické možno nájsť zákon rastu amplitúdy nehomogenít v priebehu expanzie vesmíru. Ak viete, aké boli amplitúdy nehomogenity látky v čase rekombinácie, môžete určiť, ako dlho mohli rásť a stať sa približne jednotnými. Potom sa oblasti s hustotou oveľa vyššou ako priemer mali oddeliť od všeobecného rozpínajúceho sa pozadia a dať vznik galaxiám a ich zhlukom (pozri obr. Veľkorozmerná štruktúra vesmíru). Len reliktné žiarenie môže „povedať“ o amplitúde počiatočných hustotných nehomogenít v momente rekombinácie. Keďže pred rekombináciou bolo žiarenie pevne viazané na hmotu (elektróny rozptýlené fotóny), nehomogenity v priestorovom rozložení hmoty viedli k nehomogenitám v hustote energie žiarenia, teda k rozdielom v teplote žiarenia v oblastiach vesmíru s rôznou hustotou. Keď po rekombinácii látka prestala interagovať so žiarením a stala sa preň transparentnou, M. f. a mal zachovať všetky informácie o nehomogenitách hustoty vo vesmíre počas obdobia rekombinácie. Ak existovali heterogenity, potom tempo-pa M. f. a by mala kolísať v závislosti od smeru pozorovania. Experimenty na zistenie očakávaných výkyvov však zatiaľ nepriniesli merateľné hodnoty. Umožňujú zobraziť iba vrchol, hranice hodnôt kolísania. V malých rohoch stupnice (od jednej oblúkovej minúty do šiestich oblúkových stupňov) kolísanie nepresahuje 10 -4 K. Hľadá kolísanie M. f. a sú komplikované aj tým, že príspevok k fluktuáciám pozadia je daný diskrétnym kozmickým. rádiových zdrojov kolíše vyžarovanie zemskej atmosféry a pod.. Experimenty pod veľkými uhlami. váhy tiež ukázali, že teplota M. f. a prakticky nezávisí od smeru pozorovania: odchýlky nepresahujú 4 * 10 -3 K. Získané údaje umožnili znížiť odhad miery anizotropie rozpínania vesmíru o faktor 100 v porovnaní s odhad z priamych pozorovaní „cúvajúcich“ galaxií.
M. f. a ako „nový vzduch“. M. f. a izotropné len v súradnicovom systéme spojenom s „cúvajúcimi“ galaxiami, v tzv. pohyblivý referenčný rámec (tento rámec sa rozširuje spolu s vesmírom). V akomkoľvek inom súradnicovom systéme závisí intenzita žiarenia od smeru. Táto skutočnosť otvára možnosť merania rýchlosti Slnka vzhľadom na súradnicový systém spojený s M. f. a Skutočne, kvôli ovplyvniť dopplerografiu fotóny šíriace sa smerom k pohybujúcemu sa pozorovateľovi majú vyššiu energiu ako tie, ktoré ho dobiehajú, napriek tomu, že v systéme spojenom s M. f. tj ich energie sú rovnaké. Preto sa ukazuje, že miera žiarenia pre takého pozorovateľa závisí od smeru: kde je priemerná rýchlosť žiarenia oblohy, je rýchlosť pozorovateľa, je uhol medzi vektorom rýchlosti a smerom pozorovania.
Ryža. 2. Rozloženie jasu žiarenia mikrovlnného pozadia na nebeskej sfére. Čísla charakterizujú odchýlky od priemernej teploty mikrovlnného pozadia v celej sfére v mK.
Anizotropia reliktného žiarenia spojeného s pohybom slnečnej sústavy voči poľu tohto žiarenia je zatiaľ pevne stanovená (obr. 2), má dipólový charakter; v smere súhvezdia Lev temp-pa M. f. a o 3,5 * 10 -3 K presahuje priemer a v opačnom smere (súhvezdie Vodnára) o rovnakú hodnotu pod priemer. V dôsledku toho sa Slnko (spolu so Zemou) pohybuje relatívne k M. f. a rýchlosťou cca. 400 km/s v súhvezdí Lev. Presnosť pozorovaní je taká vysoká, že experimentátori fixujú rýchlosť Zeme okolo Slnka, ktorá je 30 km/s. Započítanie rýchlosti Slnka okolo stredu Galaxie umožňuje určiť rýchlosť Galaxie vzhľadom na M. f. a Je to km/s. V zásade existuje metóda, ktorá umožňuje určiť rýchlosti bohatých zhlukov galaxií vo vzťahu k žiareniu pozadia (pozri obr. kopy galaxií).
Spektrum M. f. a Na obr. 1 ukazuje existujúce experimenty. údaje o M. f. a a Planckova krivka distribúcie energie v rovnovážnom spektre žiarenia čierneho telesa s teplotou Experiment. body sú v dobrej zhode s teoretickými krivka, ktorá je silným potvrdením modelu horúceho vesmíru.
Všimnite si, že v rozsahu centimetrových a decimetrových vĺn sú merania teploty M. f. a možné z povrchu zeme. V milimetrových a najmä v submilimetrových rozsahoch atmosférické žiarenie ruší pozorovania M. f. a preto sa merania vykonávajú širokopásmovými bolometrami namontovanými na balónoch (valcoch) a raketách. Cenné údaje o spektre M. f. a v milimetrovom rozsahu získanom z pozorovaní absorpčných línií molekúl medzihviezdne médium v spektrách horúcich hviezd. Ukázalo sa, že hlavné príspevok k hustote energie M. f. a dáva žiarenie s vlnovou dĺžkou 6 až 0,6 mm, ktorého teplota sa blíži k 3 K. V tomto rozsahu vlnových dĺžok je hustota energie M. f. i.eV/cm3.
Jeden z experimentov na určenie fluktuácií M. f. a., jeho dipólová zložka a vrchol, hranice kvadrupólového žiarenia sa uskutočnili na satelite "Prognoz-9" (ZSSR, 1983). Uhol rozlíšenie zariadenia bolo cca. Registrovaný tepelný kontrast nepresiahol K.
Mnohé z kozmologických teórie a teórie vzniku galaxií, ktoré uvažujú o procesoch zničenie. hmota a antihmota, disipácia vyvinutý turbulencie, veľké potenciálne pohyby, vyparovanie primárnych čierne diery nízka hmotnosť, rozpad nestabilných elementárnych častíc, potom predpovedajú uvoľnenie energie v raných fázach rozpínania vesmíru. Zároveň akékoľvek uvoľnenie energie v štádiu, keď teplota M. f. a zmenila z 3 · 10 8 K na 3 K, mala výrazne skresliť spektrum čierneho telesa. T. o., spektrum M. f. a nesie informácie o tepelnej histórii vesmíru. Navyše sa ukazuje, že tieto informácie sú diferencované: uvoľňovanie energie v každom z troch stupňov expanzie
Konkrétne hovory. skreslenie spektra. V prvej fáze je spektrum najviac skreslené v oblasti LW, v druhej a tretej - v oblasti krátkych vlnových dĺžok. Samotný proces rekombinácie prispieva k skresleniu spektra v oblasti HF. Fotóny emitované počas rekombinácie majú energiu cca. 10 eV, čo je desaťkrát viac ako porov. energiu fotónov rovnovážneho žiarenia danej epochy (pri K). Takýchto energetických fotónov je veľmi málo (z ich celkového počtu). Takže rekombináciažiarenie, vznikajúce pri tvorbe neutrálnych atómov, mala silne skresliť spektrum M. f. a na vlnách
Látka vesmíru by mohla zažiť ďalšie zahrievanie počas formovania galaxií. Spektrum M. f. Comptonov efekt). Obzvlášť silné zmeny sa v tomto prípade vyskytujú v oblasti HF spektra. Jedna z kriviek demonštrujúcich možné skreslenie spektra M. f. i., znázornené na obr. 1 (prerušovaná krivka). Dostupné zmeny v spektre M. f. a ukázali, že sekundárne zahrievanie hmoty vo vesmíre nastalo oveľa neskôr ako rekombinácia.
fotón sa mnohonásobne zväčší a rádiový fotón sa zmení na röntgenový fotón. žiarenia, pričom energia elektrónu sa mení nepatrne. Keďže sa tento proces mnohokrát opakuje, elektrón postupne stráca všetku energiu. Pozorované zo satelitov a röntgenových rakiet. žiarenie pozadia sa zdá byť čiastočne spôsobené týmto procesom.
Protóny a supervysokoenergetické jadrá sú tiež ovplyvnené M.f. fotónmi. a .: pri zrážkach s nimi sa jadrá štiepia a zrážky s protónmi vedú k zrodu nových častíc (elektrop-pozitrónových párov, piónov atď.). Výsledkom je, že energia protónov rýchlo klesá na prahovú hodnotu, pod ktorou je produkcia častíc nemožná podľa zákonov zachovania energie a hybnosti. Práve s týmito procesmi je spojená prax. absencia v priestore lúče častíc s energiou 
ako aj malý počet ťažkých jadier.
Lit.: Zel'dovich Ya. B., "Hot Model" of the Universe, UFN, 1966, v. 89, s. 647; Weinberg S., Prvé tri minúty, prekl. z angličtiny, M., 1981. P. A. Sunjajev.
- - 1) proces budenia elektromagnetických vĺn v prostredí kmitajúcimi nabitými časticami; 2) samotné elektromagnetické vlny sa tiež nazývajú žiarenie v procese ich šírenia v určitom médiu ...
Začiatky modernej prírodnej vedy
POZADIE žiarenie v astrofyzike je difúzne a prakticky izotropné elektromagnetické žiarenie vesmíru. Spektrum žiarenia pozadia siaha od dlhých rádiových vĺn až po gama lúče. Príspevok k žiareniu pozadia môže pochádzať zo vzdialených zdrojov, ktoré sú samostatne nerozoznateľné, a difúznych látok (plyn, prach), ktoré vypĺňajú vonkajší priestor. Najdôležitejšou zložkou žiarenia pozadia je reliktné žiarenie.
POZADOVÉ ŽIARENIE - žiarenie, ktoré je prítomné v prostredí za normálnych podmienok. Malo by sa to vziať do úvahy pri meraní žiarenia z akéhokoľvek konkrétneho zdroja.
CMB žiarenie
Reliéfne žiarenie (alebo kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia z kozmického mikrovlnného žiarenia pozadia). Pojem „reliktné žiarenie“, ktorý sa zvyčajne používa v ruskojazyčnej literatúre, zaviedol sovietsky astrofyzik I.S. Shklovsky - kozmické elektromagnetické žiarenie s vysokým stupňom izotropie a so spektrom charakteristickým pre absolútne čierne teleso s teplotou 2,725 K.
Existencia CMB bola predpovedaná teoreticky v rámci teórie veľkého tresku. Hoci mnohé aspekty pôvodnej teórie veľkého tresku boli teraz revidované, základy, ktoré umožnili predpovedať teplotu CMB, sa nezmenili. Predpokladá sa, že reliktné žiarenie sa zachovalo od počiatočných štádií existencie vesmíru a rovnomerne ho napĺňa. Jeho existencia bola experimentálne potvrdená v roku 1965. Spolu s kozmologickým červeným posunom sa CMB považuje za jedno z hlavných potvrdení teórie veľkého tresku.
Povaha žiarenia
Podľa teórie veľkého tresku bol raný vesmír horúcou plazmou pozostávajúcou z fotónov, elektrónov a baryónov. Vďaka Comptonovmu efektu fotóny neustále interagovali so zvyškom častíc plazmy, zažívali s nimi elastické zrážky a vymieňali si energiu. Žiarenie bolo teda v tepelnej rovnováhe s hmotou a jeho spektrum zodpovedalo spektru absolútne čierneho telesa.
Ako sa Vesmír rozpínal, kozmologický červený posun spôsobil ochladenie plazmy a v určitom štádiu sa stalo energeticky výhodnejšie, aby elektróny tvorili atómy spojením s protónmi – jadrami vodíka a časticami alfa – jadrami hélia. Tento proces sa nazýva rekombinácia. Stalo sa tak pri teplote plazmy asi 3 000 K a približnom veku vesmíru 400 000 rokov. Od tej chvíle fotóny prestali byť rozptýlené teraz neutrálnymi atómami a mohli sa voľne pohybovať v priestore, prakticky bez interakcie s hmotou. Pozorovaná guľa zodpovedajúca danému momentu sa nazýva posledná rozptylová plocha. Je to najvzdialenejší objekt, ktorý možno pozorovať v elektromagnetickom spektre.
Vesmír, neskreslený blízkymi zdrojmi (atmosféra Zeme, žiarenie z Galaxie atď.). Je to F. do. a. by museli vnímať zariadenia so širokým zorným poľom, vytiahnuté do priestoru medzi galaxiami. Bohužiaľ, takýto experiment je nemožný. Astronómovia študujú F. c. a. pomocou pozemných a mimoatmosférických prístrojov. V tomto smere je oddelenie zložky pozadia od difúzneho (rozptýleného) žiarenia lokálneho a galaktického. príroda je náročná úloha.
Často je pozadie tzv. všetky interferencie, ktoré sťažujú extrakciu signálu z diskrétneho objektu: vlastné. hluk prístrojov, röntgenové správy. počítadlá spôsobené prítomnosťou priestoru. lúče, difúzne žiarenie dopadajúce do zorného poľa prístroja (najmä pri pozorovaní zdrojov s malými uhlovými rozmermi to môže byť aj F. až. a.) atď. Treba zdôrazniť rozdiel medzi F. až. . z konceptu pozadia v určitom zmysle.
F. výskum k. a. zastupuje samých seba. záujmu, pretože nesie informáciu o žiarení, ktoré vypĺňa celý Vesmír, teda informáciu o Vesmíre ako celku. Okrem toho F. do. a. môže obsahovať žiarenie veľkého počtu jednotlivo nerozlíšiteľných diskrétnych zdrojov a meranie F. až.a. uvádza niektoré odhady ich vlastností.
Historicky prvým problémom spojeným s F. to. And. bol problém jasu nočnej oblohy vo viditeľnom rozsahu. V súvislosti s ním bol sformulovaný najjednoduchší kozmologický problém. test, ktorý sa zapísal do dejín vedy pod názvom. Olberov paradox, príp fotometrický paradox: v nekonečne homogénnom stacionárnom Vesmíre musíme na akejkoľvek priamke vidieť povrch hviezdy, t.j. celá obloha musí mať jas porovnateľný s jasom slnečného disku. Je zrejmé, že takýto model Vesmíru je v rozpore s našou každodennou skúsenosťou – jas nočnej oblohy vo viditeľnom rozsahu je veľmi nízky. Olbersov paradox je vyriešený v moderne. evolučné modely vesmíru. Galaxie sa zrodili cca. Pred 10 miliardami rokov bol počet hviezd vo vesmíre taký malý, že kozmologický. horizont ( ct~10 28 cm) časť oblohy pokrytá hviezdami je zanedbateľná. Okrem toho je žiarenie hviezd na veľké vzdialenosti posunuté do IR oblasti v dôsledku červeného posunu a neprispieva k jasnosti pozorovanej oblohy vo viditeľnej oblasti.
Presná znalosť jasu nočnej oblohy (presnejšie optického F.C.I., ktorého intenzita je najmenej stokrát menšia ako jas nočnej oblohy, na čom má hlavný podiel atmosférická žiara, zodiakálne svetlo a svetlo hviezd galaxie) ukladá prísne obmedzenia na konkrétne modely vývoja galaxií, na trvanie svetlej fázy ich vývoja v štádiu „mladej galaxie“ atď.
Astronómov zaujíma nielen hodnota jasu oblohy v určitom rozsahu vlnových dĺžok e-magn. spektra, ale aj ang. kolísanie intenzity žiarenia pozadia. V izotropne sa rozpínajúcom vesmíre musí byť žiarenie pozadia izotropné: jeho intenzita nesmie závisieť od smeru. Izotropia skutočného pozadia uľahčuje jeho oddelenie od lokálnych zdrojov difúzneho žiarenia. Zároveň, ak je hlavná zdrojom pozadia je žiarenie diskrétnych zdrojov, potom vo veľmi malých uhloch. veľkosti, kedy v zornom poli zariadenia spadá do porov. rádu jedného zdroja by intenzita pozadia mala silne kolísať pri pohybe z jednej oblasti pozorovania na oblohe do druhej. Tieto výkyvy možno použiť na posúdenie priestorov. rozmiestnenie zdrojov, ako aj ich rozmiestnenie pozdĺž toku.
Rozbor povahy F. k. a. ukazuje, že vo väčšine rozsahov spektra je jeho intenzita určená mnohými. vzdialené diskrétne zdroje žiarenia. V mnohých rozsahoch F. až. nesúvisí s diskrétnymi zdrojmi. Jeho existencia je buď vlastnosťou vesmíru ako celku (tzv. reliktné žiarenie), alebo dôsledkom prítomnosti v medzigalaktickom priestore. priestor vyžarujúcej látky (horúce medzigalaktický plyn, kozmické žiarenie).
Na obr. 1 a v tabuľke. údaje o meraniach a odhadoch intenzity F. až.a.
Ryža. 1. Spektrum žiarenia elektromagnetického pozadia Vesmír. Plná čiara sú výsledky pozorovaní, prerušovaná čiara sú teoretické odhady; Iv v erg (cm 2. s. Hz. sr) -1.
Hustota energie a počet fotónov žiarenia pozadia v rôznych rozsahoch
Len v optických a rádiových rozsahoch pozorovania F. až.a. môžu byť vyrobené z povrchu Zeme. Výskum v UV, RTG. a g-pásma spektra sa stali možnými len vďaka úspechu mimoatmosférickej astronómie.
F. pridelenie do. a. na pozadí žiarenia Galaxie sa ukázalo ako náročná úloha. Na obr. Obrázok 2 ukazuje vzťah medzi difúznym žiarením Galaxie a F. až.
rozhlasové pásmo. N á d o b y ( v<600 МГц; l>50 cm). Rádiové teleskopy prijímajú FCT aj synchrotrónové žiarenie z relativistických elektrónov v medzihviezdnom médiu Galaxie, čo sťažuje izoláciu FCT. Synchrotrónové žiarenie z Galaxie je po oblohe mimoriadne nerovnomerne rozložené. Zaujímavosťou je plocha na oblohe s min. teplota jasu T b rovná 80 K pri frekvencii 178 MHz. Je jasné, že toto je vrchol. limit na teplotu jasu F. až. a. pri tejto frekvencii. Vyberte extragalaktickú zložky je možné len vtedy, ak sa emisné spektrum Galaxie líši od spektra F. až. Žiaľ, sú dosť blízko. Starostlivá analýza ukazuje, že teplota jasu pozadia pri frekvencii 178 MHz je blízka 30 K a spektrálny index sa zhoduje s cf. spektrálny index žiarenia rádiové galaxie a = 0,75. To vám umožní zistiť teplotu jasu a intenzitu F. až. a. pri akejkoľvek vlnovej dĺžke v rozsahu metrov T b 30 (l/1,7 m) 2,75 K, Iv= 3. 10 -19. (l/1,7 m) 0,75 erg (
pozri 2. s. Hz. cf) -1. Koincidencia spektrálnych indexov F. až. a. a rádiových galaxií viedli k predpokladu, že dlhovlnné F. do. a. predstavuje celkové žiarenie vzdialených výkonných diskrétnych zdrojov rádiovej emisie: rádiových galaxií a kvasary. Pozorované však v blízkosti našej Galaxie priestorov. hustota rádiových galaxií a ich rádiová svietivosť (pozri. Svietivosť) sa ukázalo ako nedostatočné na vysvetlenie intenzity F. až. Až po starostlivých výpočtoch slabých (a teda vzdialených) rádiových zdrojov bolo možné pokročiť v riešení tohto problému. Závislosť počtu zdrojov od toku sa ukázala byť oveľa strmšia, ako sa očakávalo. To naznačuje, že skôr, keď bol vesmír oveľa mladší, existovali oveľa výkonnejšie rádiové zdroje ako teraz (presnejšie, pre daný počet galaxií bolo viac rádiových zdrojov). Bol tam kozmologický vývoj rádiových zdrojov. Vzdialené silné rádiové galaxie a kvazary sú dnes pozorované ako slabé rádiové zdroje. Ukázalo sa, že týchto je veľa pramene definujú F. až. v oblasti dlhých rádiových vĺn.
Ryža. 2. Pomer energetických hustôt pozadia žiarenie vesmíru a difúzne žiarenie hamliečneho pôvodu; r v eV / cm3.
infračervený rozsah(10 12 Hz< v<3 10 14 Гц; 1 мкм
Citlivosť moderny prístrojové vybavenie je nedostatočné pre neintermediárnych. pozorovania infračerveného F. až. a. Na obr. 1, 2 av tabuľke sú uvedené výsledky teoretickej. odhady celkového žiarenia kvazarov a galaktických jadier na základe pozorovacích údajov o IR žiarení z jednotlivých zdrojov a údajov o ich hustote vo Vesmíre. Viditeľný rozsah<
1 um). Na pridelenie viditeľného F. do. a. od pozorovaného difúzneho žiarenia je potrebné odpočítať žiarenie z relatívne blízkych zdrojov: atmosférická emisia, zverokruhové svetlo(svetlo Slnka rozptýlené na medziplanetárnom prachu), integrálne svetlo hviezd Galaxie. Atmosférická emisia sa stáva bezvýznamnou pre pozorovania mimo zemskej atmosféry. Pri pozemných pozorovaniach sa na jej vylúčenie zavádza korekcia založená na štúdiách prenosu atmosféry v rôznych uhloch k zenitu. Príspevok zodiakálneho svetla možno v princípe zohľadniť spustením kozmickej lode zariadenia kolmé na rovinu ekliptiky vo vzdialenosti ~ 1 AU. teda do oblasti, kde sa prakticky nevyskytuje medziplanetárny prach. Ďalším, dnes už prístupnejším spôsobom je použitie modelov luminiscencie prachu zverokruhu, ako aj pri pozorovaní viditeľných F. až. vo Fraunhoferových líniách, kde je slnečné žiarenie slabé a preto je zodiakálne svetlo oslabené. Uskutočňujú sa intenzívne štúdie o vlastnostiach zodiakálneho svetla z rakiet a satelitov s cieľom izolovať viditeľné F. a. a. Tretí faktor možno odhadnúť z funkcie svietivosti a priestoru. rozloženie hviezd v galaxii. Tento faktor prispieva Ch. neistota pri štúdiu extragalakt. optický komponent. nebeská žiara.
Počas pozorovaní zo Zeme nie sú žiadne stopy po izotropnej viditeľnej zložke F. až. Hore. limit sa ukázal byť asi 100-krát menší ako celkový pozorovaný jas oblohy vo viditeľnom rozsahu. Poznanie emisného spektra galaxie, ich hustota v priestore a vzdialenosti od galaxií, je možné vypočítať ich integrálne žiarenie. Zároveň sa ukazuje, že príspevok k viditeľnému F. do.a. dať pravidlá. galaxie (presnejšie žiarenie ich hviezd).
Treba brať do úvahy aj to, že ak medzigalakt priestor je plný hviezd, zhlukov hviezd alebo trpasličích galaxií, ktoré sú dnes takmer nemožné odhaliť. úroveň pozorovacej techniky. V tomto smere prínos týchto „svietiacich“ predmetov por. hustota hmoty vo vesmíre nie je známa. Tu sa horné hranice ukazujú ako užitočné. hranica intenzity F. až.a. vo viditeľnom rozsahu. Ak majú tieto neviditeľné objekty pomer hmotnosti a svietivosti v priemere rovnaký ako u galaxií, potom pomocou experimentu. údajov, možno ukázať, že hmotnosť svietiacich telies vo vesmíre je malá na to, aby bol vesmír uzavretý (pozri obr. kozmológia).
UV rozsah. Túto oblasť spektra možno podmienečne rozdeliť na dve časti: prvá je dostupná pre pozorovania zo satelitov a rakiet, druhá je zásadne neprístupná pre priame pozorovania zo slnečnej sústavy.
Rozsah k dispozícii na pozorovanie. Jas oblohy v UV oblasti spektra je určený žiarením horúcich hviezd v našej Galaxii. Je zrejmé, že čím vyššia je teplota T povrchu hviezdy, tým viac fotónov vyžaruje v UV oblasti. Počet hviezd s danou teplotou s rastúcou rýchlo klesá T. Preto aj celkové žiarenie hviezd Galaxie rapídne klesá s klesajúcou vlnovou dĺžkou. Teda podľa meraní na vesmíre. staníc "Venuša", integrálna svietivosť našej Galaxie (okrem neznámeho príspevku jej jadra) v pásme 1225-1340 sa odhaduje na 10 40 -10 41 erg/s, čo je len 10 -3 -10 -4 jej svietivosť vo viditeľnom rozsahu. Preto sa očakávalo, že výber extragalaktických zložka v UV oblasti bude ľahšia ako viditeľná a že bude niesť hlavne informácie. o nehviezdnych zdrojoch - jadrách galaxií, kvazarov, medzigalaktických. plynu. Pravda, silné žiarenie v dôsledku reemisie čiary medziplanetárnym vodíkom tiež spadá do UV oblasti dostupnej pre pozorovania. L slnečného pôvodu. Toto žiarenie je však možné vylúčiť pomocou filtrov. Napriek všetkým pokusom vyčleniť metagalaktické UV žiareniu sa to zatiaľ nepodarilo. Experimentálne bol založený iba vrchol. hranice jeho intenzity (podľa minimálneho pozorovaného jasu oblohy a až po príspevok kozmického žiarenia k počtom prístrojov).
Analogicky s našou galaxiou by bolo prirodzené predpokladať, že všetko je normálne. galaxie v UV lúčoch vyžarujú málo, a že intenzita tejto zložky F. až. malý. Z oblasti jadra galaxie M31 (hmlovina Andromeda) a z množstva ďalších galaxií bol však zachytený neočakávane veľký tok UV žiarenia. Významné pramene F. do. a. v UV oblasti spektra, podľa pozorovaní odborníka. satelity musia byť kvazary.
Štúdium ultrafialového žiarenia F. až. dôležité pre určenie počtu a vlastností horúceho medzigalaktického. plyn, ktorý možno určuje hustotu hmoty vo vesmíre. Najmä červený posunutý kozmologický priestor spadá do pásma zvýrazneného existujúcimi filtrami. posunutá emisná čiara L a najbežnejšieho prvku vo vesmíre, vodíka, ak sa nachádza vo vzdialenosti nepresahujúcej 600 Mpc (pri Hubbleovej konštante Absencia v spektrách vzdialených kvazarov absorpčného pásma zodpovedajúceho L a , hovorí o zanedbateľnej hustote neutrálnej intergalaktickej. vodík, t.j. vysoký stupeň ionizácie medzigalakt. plynu 
, kde n H a n P je počet atómov vodíka a protónov v 1 cm 3 medzigalaktickej oblasti. priestor.
Rozsah nie je k dispozícii na priame pozorovanie. Táto oblasť spektra je zásadne neprístupná pre priame pozorovania z prostredia mimo Slnečnej sústavy kvôli absorpcii fotónov UV žiarenia neutrálnym medzihviezdnym vodíkom. Existuje len nepriama metóda na odhad intenzity ionizujúceho F. to. Pozadie UV žiarenia by malo okolo galaxií vytvárať zóny vodíkovej ionizácie, podobne ako napr HII zóny ktoré existujú okolo horúcich hviezd. Je zrejmé, že ak by úroveň pozadia bola veľmi vysoká, potom by UV fotóny mohli ionizovať celý medzihviezdny plyn. V skutočnosti rádiový dohľad 21 cm vodíkové rádiové linky viedli k objavu neutrálneho plynu ďaleko za optickou oblasťou. hranice galaxií. Hustota vodíka je tam extrémne nízka a to, že nie je ionizovaný, hovorí o nízkej intenzite ultrafialového FK, jeho vrcholu. limit je 100-krát nižší ako v susednom pozorovanom rozsahu. Vodík na periférii galaxií sa ukázal byť 100-krát citlivejším detektorom ako počítadlá na satelitoch a raketách. Výsledná hranica nie je taká nízka: zodpovedá 10 000 ionizujúcim fotónom dopadajúcim na 1 cm 2 povrchu galaxií za 1 s.
Röntgenový rozsah Pozorovania z rakiet, satelitov a valcov ukázali, že radiácia je v triede sich. röntgen oblasti 
vysoko izotropný, t.j. má extragalaktickú prírody. Len v oblasti mäkkých röntgenových lúčov. lúče (pre fotóny s energiou napr<250 эВ) обнаруживается сильная
зависимость интенсивности диффузного излучения от галактич. координат. Спектр
рентг. Ф. к. и. оказался степенным. Исследования практически всего неба при
помощи приборов на спутниках позволили оценить амплитуду (<3%) мелкомасштабных
угл. флуктуации рентг. Ф. к. и. Эти наблюдения важны для космологии: в принципе,
наблюдения дипольной анизотропии рентг. фона позволят уточнить скорость движения
Солнечной системы относительно системы координат, в к-рой изотропно фоновое
излучение, создаваемое далёкими источниками. Наблюдения изотропии рентг. фона
могут дать ценную информацию об однородности и изотропии Вселенной.
Hlavné zdroje röntgenového žiarenia. F. do. a. sú stále neznáme. Zrejme ide o jadrá galaxií, horúce medzigalaktické. plyn v zhluky galaxií a kvazary (obyčajné galaxie poskytujú najviac 1 % pozorovaného röntgenového pozadia). S hlbokými prieskumami množstva oblastí oblohy pomocou Einsteinovho röntgenového žiarenia. observatória (zo satelitu HEAO-B, USA, 1978), na každom štvorcovom stupni sa našlo až desať röntgenov. zdrojov. Ich podrobná analýza v op. rozsah ukázal, že 20-30% z nich sú kvazary, 20-30% sú vzdialené galaxie, 20-30% sú hviezdy našej Galaxie. Žiarenie týchto objektov však môže poskytnúť najviac 50 % intenzity F. až. v röntgene. rozsah. Niektoré zo slabých röntgenových lúčov. zdroje nemožno identifikovať ani s optickými, ani s rádiovými objektmi. Plánuje sa spustenie röntgenových lúčov. satelity, to-žito bude musieť zobrať mapu celej oblohy v rozsahu od 0,5 do 1,5 keV a dať na ňu niekoľko. státisíce röntgenov. zdrojov.
Pôvod röntgenových lúčov. F. do. a. môže byť spôsobené rozptylom nízkofrekvenčných fotónov relativistickými kozmickými elektrónmi. lúče (spätne Comptonov efekt Pri takomto rozptyle sa energia fotónov mnohonásobne zvýši a tie dopadajú do röntgenového žiarenia. rozsah. V jadrách galaxií je zrejme účinný viacnásobný Comptonov rozptyl tepelnými elektrónmi, čo vedie k vytvoreniu tvrdého röntgenového žiarenia. žiarenie v horúcej nerelativistickej Maxwellovej plazme. Ďalším dôležitým mechanizmom röntgenového žiarenia. fotóny sú brzdné žiarenie horúceho plynu.
Rozsah gama Ako röntgen. žiarenia, g-žiarenie môže vzniknúť pri inverznom Comptonovom efekte a ako brzdné žiarenie relativistických elektrónov pri ich interakcii s plynom. Okrem toho môžu byť g-fotóny vyrobené aj inými procesmi. Patria sem predovšetkým zrážky protónov vo vesmíre. lúče s atómovými jadrami medzihviezdneho prostredia, vedúce k zrodu p 0 -mezónov; anihilácia protónov a antiprotónov sprevádzaná tvorbou a následným rozpadom p 0 -mezónov na dva g-fotóny; okrem toho excitácia netepelnými časticami a následné vyžarovanie jadier, anihilácia elektrónov a pozitrónov. Keďže prierezy a pravdepodobnosti všetkých týchto procesov sú pomerne dobre známe, teoretici vopred vypočítali očakávané toky z diskrétnych zdrojov žiarenia gama, toky žiarenia y z roviny našej Galaxie a odhadli intenzitu žiarenia gama. pozadie.
Vesmír je transparentný pre tvrdé g-žiarenie až do hodnôt červeného posunu z~100. Preto podľa pozorovanej intenzity F. až. možno vyvodiť dôležitý záver o množstve antihmoty vo vesmíre: je nepravdepodobné, že by vo vesmíre bolo toľko antihmoty ako hmoty (pozri obr. Baryónová asymetria vesmíru). V skutočnosti v čase zodpovedajúcom zmene z od 0 do 100 (počas tohto času sa kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia ochladí asi 100-krát - z 300 K na 2,7 K), anihilovalo nie viac ako jednu milióntinu hmoty vesmíru. V opačnom prípade by intenzita g-žiarenia pozadia bola oveľa vyššia ako pozorovaná. Dá sa očakávať, že vysoká penetračná sila g-žiarenia urobí z g-astronómie mocný nástroj na štúdium vývoja vesmíru.
Lit.: Longhair M.S., Sunyaev R.A., Elektromagnetické žiarenie vo vesmíre, "UFN", 1971, v. 105, s. 41. R. A. Sunjajev.
Tento článok napísal Vladimir Gorunovič pre túto stránku a stránku Wikiknowledge.
CMB žiarenie(zdroj) alebo správnejšie pozadia kozmického mikrovlnného žiarenia (anglické kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia) - kozmické elektromagnetické žiarenie nepochádzajúce z hviezd vesmíru, so spektrom charakteristickým pre absolútne čierne teleso s teplotou 2,725 K a s vysokým stupňom izotropie. Maximum žiarenia padá na frekvenciu 160,4 GHz, čo zodpovedá vlnovej dĺžke 1,9 mm.
Existencia pozadia kozmického (reliktného) žiarenia bola predpovedaná teoreticky v rámci hypotézy veľkého tresku. V rámci tejto hypotézy sa predpokladá, že reliktné žiarenie sa zachovalo z počiatočných štádií existencie Vesmíru a napĺňa ho rovnomerne. Spolu s kozmologickým červeným posunom je kozmické (reliktné) žiarenie na pozadí považované niektorými fyzikmi za jedno z potvrdení hypotézy veľkého tresku.
V súčasnosti fyzika tvrdí, že pozadie kozmického (reliktného) žiarenia má iné zdroje ako Veľký tresk. Historický názov tohto žiarenia preto nesprávne odráža jeho povahu a je zavádzajúci. Svedčí o tom aj fakt, že samotnú existenciu „Veľkého tresku“ v dejinách vesmíru dnes fyzika odmieta ako nezodpovedajúcu prírode a jej zákonom.
Existencia kozmického (reliktného) žiarenia pozadia bola experimentálne potvrdená v roku 1965.
- 1 Žiarenie kozmického pozadia a hypotéza veľkého tresku
- 2 Žiarenie kozmického pozadia a teória poľa
- 3 Pozadie kozmického žiarenia a klasická elektrodynamika
- 4 Pozadie kozmického žiarenia a zákon zachovania energie
- 5 Prirodzené zdroje žiarenia kozmického pozadia
- 6 Prirodzený mechanizmus vzniku hlavnej zložky kozmického žiarenia pozadia
- 7 CMB: Zhrnutie
1. Pozadie kozmického žiarenia a hypotéza veľkého tresku
Podľa hypotézy Veľkého tresku bol raný vesmír horúcou plazmou pozostávajúcou z protónov, neutrónov, elektrónov a fotónov (tj baryónov, jedného z leptónov a fotónov). Tvrdí sa, že kvôli Comptonovmu efektu fotóny neustále interagovali s inými časticami plazmy (protóny, neutróny a elektróny), zažívali s nimi elastické zrážky a vymieňali si energiu. Žiarenie teda muselo byť v tepelnej rovnováhe s hmotou a jeho spektrum malo zodpovedať spektru absolútne čierneho telesa.
Keďže expanziu vesmíru predpokladá hypotéza veľkého tresku, kozmologický červený posun (podľa očakávania) mal spôsobiť ochladenie plazmy a v určitom štádiu by malo byť energeticky výhodnejšie, aby sa elektróny spájali s protónmi (jadrami vodíka) a častice alfa (jadrá hélia) a tvoria atómy. Tento proces sa nazýva rekombinácia. To by sa mohlo stať pri teplote plazmy okolo 3000 K a odhadovanom približnom veku vesmíru 400 000 rokov. Od tej chvíle fotóny, ako sa očakávalo, prestali byť rozptýlené teraz neutrálnymi atómami a mohli sa voľne pohybovať v priestore, prakticky bez interakcie s hmotou. Pozorovaná guľa zodpovedajúca danému momentu sa v hypotéze veľkého tresku nazýva posledná rozptylová plocha. Predpokladá sa, že ide o najvzdialenejší objekt, ktorý možno v elektromagnetickom spektre pozorovať. V dôsledku ďalšieho očakávaného rozpínania vesmíru sa teplota žiarenia znížila a teraz je 2,725 K. (Údaje prevzaté z Wikipédie a mierne upravené).
A teraz malá kritika z pohľadu fyziky.
Neutróny (skryté za výrazom "baryóny") sú nestabilné elementárne častice a po čase (asi 1000 sekúnd) sa každý neutrón rozpadne na protón, elektrón a elektrónové antineutríno. Tento „koktail“ by teda mal pozostávať z protónov, elektrónov, fotónov a elektrónových antineutrín. V procese rozpadu neutrónov elektrónové antineutríno ako elementárna častica s najmenšou pokojovou hmotnosťou odoberie významnú časť energie rozpadu. Potom v dôsledku zrážok v medzigalaktickom priestore s iným antineutrínom prejdú obe častice do excitovaných stavov s následnou emisiou nízkoenergetických fotónov – kozmického žiarenia pozadia. Takže neznalosť hypotézy veľkého tresku o prírodných zákonoch neoslobodzuje túto hypotézu od ich pôsobenia.
A z protónov a elektrónov sa ukazuje - iba vodík. Výsledkom by mal byť vodíkový vesmír, v ktorého "reliktnom" žiarení by mali byť prítomné spektrálne čiary vodíka. Atómy hélia nemajú z čoho vytvárať, ak sa neuchýlite ku hviezdam a ich termonukleárnym reakciám. Ale potom 400 000 rokov, ktoré hypotéza prideľuje na vznik hélia hviezdami, zjavne nebude stačiť.
Rozpínanie Vesmíru nikto nepreukázal – ide len o predpoklad založený na jednostrannej interpretácii červeného posunu v prospech Dopplerovho javu a ignorujúcom interakcie elementárnych častíc. Je tiež rozprávkovým tvrdením, že po 400 000 rokoch sa fotóny mohli voľne pohybovať v priestore, prakticky bez interakcie s hmotou. Tu zabudli na antineutrína, vyplývajúce z rozpadu neutrónov, a na interakcie fotón-neutrino, ignorované štandardným modelom. Zabudli aj na interakcie samotných antineutrín. A nakoniec, fyzika nenašla dôkaz, že v histórii vesmíru bol veľký tresk.
Teraz, prečo sa to stalo, alebo presnejšie, prečo sa namiesto teórie veľkého tresku ukázala chybná hypotéza.
Vo fyzike treba byť mimoriadne opatrný pri výbere základov rozvíjanej teórie. Keď autori položili chybný štandardný model do základov rozvíjanej teórie, vybrali sa nesprávnou cestou a vytvorili chybnú hypotézu. A to, že uverili sladkozvučným rečiam zástancov štandardného modelu, nie je ich chyba, ale ich nešťastie. Najprv by sme sa mali zamyslieť, či má štandardný model príliš veľa ľubovoľných parametrov, ktoré sa vynikajúco používajú na prispôsobenie nových experimentálnych údajov. A ak budete stále venovať pozornosť manipulácii s prírodnými zákonmi, všetko sa vyjasní. Ale v tom čase neexistovala žiadna nová fyzika a museli sme vziať to, čo bolo - štandardný model.
Takže chyba pri výbere základu prirodzene viedla k chybnému výsledku. Pre fyziku je to všetko samozrejmé, ale pre kozmológiu je to možno novinka. A ak áno, tak kozmológia bude musieť podstúpiť kurz výcviku v rešpektovaní prírodných zákonov u prísneho učiteľa s názvom „Príroda“, ako to bolo vo svojej dobe vo fyzike. Pravda, treba si uvedomiť, že malá časť fyziky (fyzika elementárnych častíc) sa vytrvalosťou hodnou lepšieho uplatnenia snaží ovládať zákon zachovania energie v rozpore s prírodou. A to, čo vzišlo z tohto žartu, je teraz jasne viditeľné: rozprávkové „teórie“.
teda pozadie kozmického žiarenia, mylne nazývaného „relikt“, nevzniklo pri veľkom tresku a musí mať iné zdroje v prírode .
2. Pozadie kozmického žiarenia a teória poľa
Teória poľa elementárnych častíc ako jedného zo zdrojov kozmického žiarenia na pozadí naznačuje interakciu neutrín (antineutrín), emitovaných v gigantických množstvách hviezdami. Keďže neutrína vďaka svojej extrémnej ľahkosti (nie viac ako 0,052 eV) odnášajú značnú časť energie termonukleárnej fúzie, pohybujú sa relativistickými rýchlosťami a ľahko opúšťajú nielen hviezdny systém, ale aj galaxiu. Pri zrážke v medzigalaktickom priestore s neutrínami z iných hviezd prechádzajú elementárne častice do excitovaných stavov. Potom, po určitom čase, excitované neutrína prechádzajú do nižších energetických stavov s emisiou fotónov s nízkou energiou. V tomto prípade k emisii fotónov dochádza v medzigalaktickom priestore. Vzniká tak ilúzia objavenia sa elektromagnetického žiarenia z ničoho (zdanlivého porušenia zákona zachovania energie) alebo z dávnej minulosti (Veľký tresk).
Ďalším zdrojom kozmického žiarenia na pozadí je interakcia fotónu s neutrínom. Fotóny svetelného, ultrafialového alebo infračerveného rozsahu, ktoré sa zrážajú s neutrínom, mu dávajú malú, ale nenulovú časť svojej energie. V dôsledku toho na jednej strane neutríno prechádza do excitovaného stavu, po ktorom nasleduje emisia kvanta mikrovlnného žiarenia a na druhej strane klesá energia kolidujúceho fotónu - t.j. vzniká červený posun. Preto je mechanizmus tvorby červeného posunu jedným zo zdrojov kozmického žiarenia pozadia.
Ďalším zdrojom kozmického žiarenia pozadia sú anihilačné reakcie párov elementárnych častíc – ide o anihiláciu dvojice „neutrino-antineutrino“, tu môžete pridať aj dvojicu „elektrón-pozitrón“.
teda pozadie kozmického (reliktného) žiarenia by malo zahŕňať elektromagnetické žiarenie excitovaných neutrín (antineutrín) , pri ich prechodoch do stavov s nižšou energiou. Fyzika dnes nedokáže zmerať ani pokojovú hmotnosť elektrónových a miónových neutrín, ani energiu ich excitovaných stavov. Fyzika preto dnes nevie jednoznačne povedať, či pozadie kozmického (reliktného) žiarenia je hlavne výsledkom zrážok neutrín, alebo má iné významné zložky.
3. Pozadie kozmického žiarenia a klasická elektrodynamika
Klasická elektrodynamika tvrdí, že akékoľvek elektromagnetické žiarenie, vrátane kozmického žiarenia pozadia, môže vzniknúť len vtedy, ak sú dodržané zákony elektromagnetizmu, ako aj iné zákony prírody. Toto žiarenie môžu vytvárať iba elektromagnetické polia elementárnych častíc alebo ich zlúčenín (atómov, molekúl, iónov a pod.). V tomto prípade bude vytvorené žiarenie interagovať s elektromagnetickými poľami iných elementárnych častíc vždy a bez ohľadu na „štádium stvorenia Vesmíru“. - Ak existuje Vesmír, potom existujú zákony Vesmíru, vrátane zákonov elektromagnetizmu, ako integrálnej súčasti Vesmíru.
Ochladenie plazmy v tepelnej rovnováhe je možné len vtedy, ak sa kinetická energia vynaloží napríklad na tvorbu nových párov „častica-antičastica“. Potom sa však spolu s hmotou vytvorí aj antihmota so všetkými z toho vyplývajúcimi dôsledkami a budúcimi univerzálnymi kataklizmami. A expanzia vesmíru nesmie byť postulovaná, ale dokázaná.
Článok o veľkom tresku ukázal rozpory medzi klasickou elektrodynamikou a hypotézou veľkého tresku. teda pozadie kozmického (reliktného) žiarenia musí mať iné prírodné zdroje ako Veľký tresk .
4. Pozadie kozmického žiarenia a zákon zachovania energie
Podľa zákona zachovania energie (ktorý naďalej pôsobí v prírode) nemôže byť elektromagnetické žiarenie (ktoré zahŕňa žiarenie kozmického pozadia) vytvorené aj z foriem energie, ktoré v prírode neexistujú v dôsledku hypotetického veľkého tresku. ako výsledok hypotetických kvantových fluktuácií vo vákuu. Pozadie kozmického žiarenia musí mať prirodzené zdroje , napr.: interakcie, reakcie a premeny elementárnych častíc (vyžarovaných hviezdami).
5. Prírodné zdroje pozadia kozmického žiarenia
Keďže fyzika odmieta možnosť Veľkého tresku, kozmické žiarenie na pozadí nemôže byť reliktné žiarenie. Preto musí mať pozadie kozmického žiarenia prirodzené zdroje.
Medzi možné prírodné zdroje kozmického žiarenia na pozadí fyzika navrhuje tieto zdroje:
- žiarenie excitovaných neutrín (elektrónových aj miónových),
- anihilačná reakcia páru elektrónové neutrína-antineutrína,
- rozpadové reakcie miónového neutrína na elektrón s emisiou fotónov (neutrínové oscilácie),
- žiarenie jednotlivých atómov alebo molekúl,
- žiarenie molekúl neutrínového plynu (viazané stavy niekoľkých elektrónových neutrín).
V tomto prípade neutríno prejde do excitovaných stavov tak zrážkou s iným neutrínom, ako aj prechodom fotónov viditeľného, ultrafialového, infračerveného a iného rozsahu cez neutríno, pričom energia fotónu presahuje hodnotu neutrína. excitačná energia. Zdrojom excitácie neutrín je teda aj svetlo prichádzajúce zo vzdialených galaxií, t.j. červený posun.
6. Prirodzený mechanizmus tvorby hlavnej zložky pozadia kozmického mikrovlnného žiarenia (článok vo vývoji)
Fyzika dnes vytvorila prirodzený mechanizmus vzniku hlavnej zložky pozadia kozmického mikrovlnného žiarenia, a teda jedného z jeho hlavných prírodných zdrojov.
Aby sme tomu porozumeli, pozrime sa na mapu žiarenia kozmického pozadia (pravého, bez úpravy pre „žiarenie kozmického pozadia“), umiestnenú na začiatku článku (navrchu). Ako vidíte, na polovicu je prerezaný červeným vodorovným pásom, čo odráža skutočnosť, že najväčšie zaznamenané žiarenie pochádza z našej galaxie. V dôsledku toho v našej galaxii prebiehajú prirodzené procesy, ktoré vytvárajú pozadie kozmického žiarenia. Podobné procesy prebiehajú aj v iných galaxiách, ako aj (slabšie) v medzigalaktickom priestore.
A teraz si položme otázku: v dôsledku čoho môže toto žiarenie vzniknúť v medzihviezdnom, prípadne medzigalaktickom priestore. Aby sme to dosiahli, venujme pozornosť „nepolapiteľnej“ elementárnej častici a jej molekulovým zlúčeninám, ktoré fyzika nedostatočne skúma.
Podľa teórie poľa elementárnych častíc musí elektrónové neutríno svojimi elektromagnetickými poľami interagovať s inými elektrónovými neutrínami. Príklad potenciálnej energie interakcie páru elektrónových neutrín ležiacich v rovnakej rovine s antiparalelnými spinmi je na obrázku.
Obrázok ukazuje prítomnosť potenciálnej studne s hĺbkou 1,54×10 -3 ev s minimom vo vzdialenosti 8,5×10 -5 cm.Ako vidíte, pár elektrónových neutrín by mal mať viazaný stav s nulou spin s energiou rádovo 3 ev (presnejšiu hodnotu možno určiť pomocou kvantovej mechaniky).
Tento viazaný stav bude pripomínať molekulu vodíka s tým rozdielom, že v tejto „molekule“ (ν e2) neutrína interagujú so svojimi elektromagnetickými poľami. V dôsledku extrémne nízkej hodnoty väzbovej energie bude molekula ν e2 stabilná v podmienkach blízkych absolútnemu chladu a bez kolízií s inými elektrónovými neutrínami a nielen.
Elektronické neutrína môžu vytvárať aj zložitejšie viazané stavy s vyššou väzbovou energiou, napríklad ν e4 (atď.). Výsledkom je, že vesmír by mal mať neutrínovú formu hmoty vo forme neutrínového plynu, pozostávajúceho hlavne z molekúl ν e2 , oveľa menej často ν e4 .
A tento neutrínový plyn bude interagovať so svetlom (vytvorí červený posun), ako aj s elektrónovými neutrínami, ktoré hviezdy emitujú vo veľkých množstvách. V dôsledku tejto interakcie sa molekulárne zlúčeniny elektrónových neutrín rozbijú na kúsky. A pri spätnom procese – fúzii páru elektrónových neutrín do molekulárnej zlúčeniny sa uvoľňuje energia vo forme mikrovlnného elektromagnetického žiarenia s vlnovou dĺžkou zodpovedajúcou hlavnej zložke pozadia kozmického mikrovlnného žiarenia (996). Navyše, keď sa pár molekúl ν e2 spojí do molekuly ν e4 sa uvoľní ešte viac energie, čo zodpovedá časti spektra 34 na obrázku.
Kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia (chybne nazývané „kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia“) tak stratilo svoj božský pôvod a získalo prirodzené zdroje..
7. CMB: Zhrnutie
Kozmické mikrovlnné žiarenie v pozadí, historicky (chybne) nazývané relikvie, musí mať prirodzené zdroje . Jedným z takýchto zdrojov sú interakcie neutrín.
Vo všeobecnosti je potrebné podrobne študovať celé spektrum pozadia kozmického žiarenia (v celom frekvenčnom rozsahu, neobmedzujúc sa len na mikrovlnné frekvencie) a určiť jeho zložky, ako aj ich možné zdroje, než písať teraz nové biblické príbehy o stvorenie Vesmíru. Pre všelijaké „vedecké“ rozprávky je skvelé miesto v literatúre pre deti, pokiaľ ich, samozrejme, tá druhá nechce nakopať do zadku, ako to bolo nedávno a fyzika bude pokračovať.
Vladimír Gorunovič
