Одна из составляющих общего фона косм. эл. магн. излучения. Р. и. равномерно распределено по небесной сфере и по интенсивности соответствует тепловому излучению абсолютно чёрного I тела при темп ре ок. 3 К, обнаружено амер. учёными А. Пензиасом и … Физическая энциклопедия
РЕЛИКТОВОЕ излучение, заполняющее Вселенную космическое излучение, спектр которого близок к спектру абсолютно черного тела с температурой около 3 К. Наблюдается на волнах от нескольких мм до десятков см, практически изотропно. Происхождение… … Современная энциклопедия
Фоновое космическое излучение, спектр которого близок к спектру абсолютно черного тела с температурой ок. 3 К. Наблюдается на волнах от нескольких мм до десятков см, практически изотропно. Происхождение реликтового излучения связывают с эволюцией … Большой Энциклопедический словарь
реликтовое излучение - Фоновое космическое радиоизлучение, которое образовалось на ранних стадиях развития Вселенной. [ГОСТ 25645.103 84] Тематики условия физические косм. пространства EN relict radiation … Справочник технического переводчика
Фоновое космическое излучение, спектр которого близок к спектру абсолютно чёрного тела с температурой около 3°K. Наблюдается на волнах от нескольких миллиметров до десятков сантиметров, практически изотропно. Происхождение реликтового излучения… … Энциклопедический словарь
Электромагнитное излучение, заполняющее наблюдаемую часть Вселенной (См. Вселенная). Р. и. существовало уже на ранних стадиях расширения Вселенной и играло важную роль в её эволюции; является уникальным источником информации о её прошлом … Большая советская энциклопедия
Реликтовое излучение - (от лат. relicium остаток) космическое электромагнитное излучение, связанное с эволюцией Вселенной, начавшей свое развитие после «большого взрыва»; фоновое космическое излучение, спектр которого близок к спектру абсолютно черного тела с… … Начала современного естествознания
Фоновое космич. излучение, спектр к рого близок к спектру абсолютно чёрного тела с темп рой ок. 3 К. Наблюдается на волнах от неск. мм до десятков см, практически изотропно. Происхождение Р. и. связывают с эволюцией Вселенной, к рая в прошлом… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Тепловое фоновое космическое излучение, спектр которого близок к спектру абсолютно черного тела с температурой 2,7 К. Происхождение Р. и. связано с эволюцией Вселенной, которая в далёком прошлом имела высокую температуру и плотность излучения… … Астрономический словарь
Космология Возраст Вселенной Большой взрыв Содвижущееся расстояние Реликтовое излучение Космологическое уравнение состояния Тёмная энергия Скрытая масса Вселенная Фридмана Космологический принцип Космологические модели Формировани … Википедия
Книги
- Комплект таблиц. Эволюция Вселенной (12 таблиц) , . Учебный альбом из 12 листов. Артикул - 5-8676-012. Астрономические структуры. Закон Хаббла. Модель Фридмана. Периоды эволюции Вселенной. Ранняя Вселенная. Первичный нуклеосинтез. Реликтовое…
- Космология , Стивен Вайнберг. Монументальная монография нобелевского лауреата Стивена Вайнберга обобщает результаты прогресса, достигнутого за последние два десятилетия в современной космологии. Она является уникальной по…
МИКРОВОЛНОВОЕ ФОНОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
(реликтовое излучение) - космич. излучение, имеющее спектр, характерный для абсолютно чёрного тела
при темп-ре ок. 3 К; определяет интенсивность фонового излучения Вселенной в диапазоне сантиметровых, миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн. Характеризуется высочайшей степенью изотропии (интенсивность практически одинакова во всех направлениях). Открытие M. ф. и. [А. Пензиас (A. Penzias), P. Вильсон (R. Wilson), 1965] подтвердило т. н. горячей Вселенной теорию,
дало важнейшее эксперим. свидетельство в пользу представлений об изотропии расширения Вселенной и её однородности в больших масштабах (см. Космология).
Согласно теории горячей Вселенной, вещество расширяющейся Вселенной имело в прошлом намного более высокую плотность, чем ныне и чрезвычайно высокую темп-ру. При T
> 10 8 К первичная плазма, состоявшая из протонов, ионов гелия и электронов, непрерывно излучающих, рассеивающих и поглощающих фотоны, находилась в полном термодинамич. равновесии с излучением. В ходе последующего расширения Вселенной темп-pa плазмы и излучения падала. Взаимодействие частиц с фотонами уже не успевало за характерное время расширения заметно влиять на спектр излучения (оптическая толщина
Вселенной по тормозному излучению
к этому времени стала много меньше единицы). Однако даже при полном отсутствии взаимодействия излучения с веществом в ходе расширения Вселенной чернотельный спектр излучения остаётся чернотельным, уменьшается лишь его темп-pa. Пока темп-pa превышала 4000 К, первичное вещество было полностью ионизовано, пробег фотонов от одного акта рассеяния до другого был много меньше горизонта событий
во Вселенной. При 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).
Темп-pa M. ф. и. с точностью до 10% оказалась равной 2,7 К. Cp. энергия фотонов этого излучения крайне мала - в 3000 раз меньше энергии фотонов видимого света, но число фотонов M. ф. и. очень велико. На каждый атом во Вселенной чриходится ~ 10 9 фотонов M. ф. и. (в ср. 400-500 фотонов/см 3).
Наряду с прямым методом определения темп-ры M. ф. и.- по кривой распределения энергии в спектре излучения ( см. Планка закон излучения
)- существует также косвенный метод - по населённости ниж. уровней энергии молекул в межзвёздной среде. При поглощении фотона M. ф. и. молекула переходит из осн. состояния в возбуждённое. Чем выше темп-pa излучения, тем выше плотность фотонов с энергией, достаточной для возбуждения молекул, и тем большая их доля находится на возбуждённом уровне. По кол-ву возбуждённых молекул (населённости уровней) можно судить о темп-ре возбуждающего излучения. Так, наблюдения оптич. линий поглощения межзвёздного циана (CN) показывают, что его ниж. уровни энергии населены так, как будто молекулы CN находятся в поле трехградусного чернотельного излучения. Этот факт был установлен (но не понят в полной мере) ещё в 1941, задолго до обнаружения M. ф. и. прямыми наблюдениями.
Ни звёзды и радиогалактики, ни горячий межгалак-тич. газ, ни переизлучение видимого света межзвёздной пылью не могут дать излучения, приближающегося по свойствам к M. ф. и.; суммарная энергия этого излучения слишком велика, и спектр его не похож ни на спектр звёзд, ни на спектр радиоисточников (рис. 1). Этим, а также практически полным отсутствием флуктуации интенсивности по небесной сфере (мелкомасштабных угл. флуктуации) доказывается космологич. реликтовое происхождение M. ф. и.
Рис. 1. Спектр микроволнового фонового излучения Вселенной [интенсивность в эрг/(см 2 *с*ср*Гц)]. Эксперим. точки нанесены с указанием погрешностей измерений. Точки CN, CH соответствуют результатам определения верхней границы (показана стрелкой) температуры излучения по населённости уровней соответствующих межзвёздных молекул.
Флуктуации M. ф. и. Обнаружение небольших различий в интенсивности M. ф. и., принимаемого от разных участков небесной сферы, позволило бы сделать ряд выводов о характере первичных возмущений в веществе, приведших в дальнейшем к образованию галактик и скоплений галактик. Совр. галактики и их скопления образовались в результате роста незначительных по амплитуде неоднородностей плотности вещества, существовавших до рекомбинации водорода во Вселенной (см. Первичные флуктуации
во Вселенной). Для любой космологич. модели можно найти закон роста амплитуды неоднородностей в ходе расширения Вселенной. Если знать, каковы были амплитуды неоднородности вещества в момент рекомбинации, можно установить, за какое время они могли вырасти и стать порядка единицы. После этого области с плотностью, значительно превышающей среднюю, должны были выделиться из общего расширяющегося фона и дать начало галактикам и их скоплениям (см. Крупномасштабная структура Вселенной).
"Рассказать" об амплитуде начальных неоднородностей плотности в момент рекомбинации может лишь реликтовое излучение. Поскольку до рекомбинации излучение было жёстко связано с веществом (электроны рассеивали фотоны), то неоднородности в пространственном распределении вещества приводили к пеоднородностям плотности энергии излучения, т. е. к различию темп-ры излучения в разных по плотности областях Вселенной. Когда после рекомбинации вещество перестало взаимодействовать с излучением и стало для него прозрачным, M. ф. и. должно было сохранить всю информацию о неоднородностях плотности во Вселенной в период рекомбинации. Если неоднородности существовали, то темп-pa M. ф. и. должна флуктуировать, зависеть от направления наблюдения. Однако эксперименты по обнаружению ожидаемых флуктуации пока не дали измеримых значений. Они позволяют показать лишь верх, пределы значений флуктуации. В малых угл. масштабах (от одной угл. минуты до шести градусов дуги) флуктуации не превышают 10 -4 К. Поиски флуктуации M. ф. и. осложняются также тем, что вклад во флуктуации фона дают дискретные космич. радиоисточники, флуктуирует излучение атмосферы Земли и т. д. Эксперименты в больших у гл. масштабах также показали, что темп-ра M. ф. и. практически не зависит от направления наблюдения: отклонения не превышают 4*10 -3 К. Полученные данные позволили снизить оценку степени анизотропии расширения Вселенной в 100 раз по сравнению с оценкой по данным прямых наблюдений "разбегающихся" галактик.
M. ф. и. как "новый эфир". M. ф. и. изотропно лишь в системе координат, связанной с "разбегающимися" галактиками, в т. н. сопутствующей системе отсчёта (эта система расширяется вместе с Вселенной). В любой др. системе координат интенсивность излучения зависит от направления. Этот факт открывает возможность измерения скорости движения Солнца относительно системы координат, связанной с M. ф. и. Действительно, в силу Доплера аффекта
фотоны, распространяющиеся навстречу движущемуся наблюдателю, имеют более высокую энергию, нежели догоняющие его, несмотря на то, что в системе, связанной с M. ф. и., их энергии равны. Поэтому и темп-pa излучения для такого наблюдателя оказывается зависящей от направления: где - средняя по небу темп-pa излучения, - скорость наблюдателя,- угол между вектором скорости и направлением наблюдения.
Рис. 2. Распределение яркости микроволнового фонового излучения на небесной сфере. Цифры характеризуют отклонения от средней по всей сфере температуры микроволнового фона в мК.
Анизотропия реликтового излучения, связанная с движением Солнечной системы относительно поля этого излучения, к настоящему времени твёрдо установлена (рис. 2), она имеет дипольный характер; в направлении на созвездие Льва темп-pa M. ф. и. на 3,5*10 -3 К превышает среднюю, а в противоположном направлении (созвездие Водолея) на столько же ниже средней. Следовательно, Солнце (вместе с Землёй) движется относительно M. ф. и. со скоростью ок. 400 км/с по направлению к созвездию Льва. Точность наблюдений столь высока, что экспериментаторы фиксируют скорость движения Земли вокруг Солнца, составляющую 30 км/с. Учёт скорости движения Солнца вокруг центра Галактики позволяет определить скорость движения Галактики относительно M. ф. и. Она составляет км/с. В принципе, существует метод, позволяющий определить скорости богатых скоплений галактик относительно реликтового излучения (см. Скопления галактик).
Спектр M. ф. и. На рис. 1 приведены существующие эксперим. данные о M. ф. и. и планковская кривая распределения энергии в спектре равновесного излучения абсолютно чёрного тела с темп-рой Эксперим. точки хорошо согласуются с теоретич. кривой, что служит веским подтверждением модели горячей Вселенной.
Отметим, что в диапазоне сантиметровых и дециметровых волн измерения темп-ры M. ф. и. возможны с поверхности Земли. В миллиметровом и особенно в субмиллиметровом диапазонах излучение атмосферы препятствует наблюдениям M. ф. и., поэтому измерения проводятся широкополосными болометрами, установленными на воздушных шарах (баллонах) и ракетах. Ценные данные о спектре M. ф. и. в миллиметровой области получены из наблюдений линий поглощения молекул межзвёздной среды
в спектрах горячих звёзд. Выяснилось, что осн. вклад в плотность энергии M. ф. и. даёт излучение с длиной волны от 6 до 0,6 мм, темп-pa к-рого близка к 3 К. В этом диапазоне длин волн плотность энергии M. ф. и.эВ/см 3 .
Один из экспериментов по определению флуктуации M. ф. и., его дипольной компоненты и верх, границы квадрупольного излучения был осуществлён на ИСЗ "Прогноз-9" (СССР, 1983). Угл. разрешение аппаратуры составляло ок. Зарегистрированный тепловой контраст не превышал К.
Многие из космологич. теорий и теорий образования галактик, к-рые рассматривают процессы аннигиляции.
вещества и антивещества, диссипацию развитой турбулентности,
крупномасштабных потенциальных движений, испарение первичных чёрных дыр
малой массы, распад нестабильных элементарных частиц, предсказывают значит, энерговыделение на ранних стадиях расширения Вселенной. В то же время любое выделение энергии на этапе, когда темп-ра M. ф. и. менялась от 3·10 8 К до 3 К, должно было заметно исказить его чернотельный спектр. T. о., спектр M. ф. и. несёт информацию о тепловой истории Вселенной. Более того, эта информация оказывается дифференцированной: выделение энергии на каждом из трёх этапов расширения
Вызывает специфич. искажение спектра. На первом этапе сильнее всего искажается спектр в ДВ-области, на втором и третьем - в коротковолновой. Свой вклад в искажение спектра в КВ-области вносит уже сам процесс рекомбинации. Фотоны, испускаемые при рекомбинации, обладают энергией ок. 10 эВ, что в десятки раз превышает ср. энергию фотонов равновесного излучения той эпохи (при К). Таких энергичных фотонов крайне мало (от общего их числа). Поэтому рекомбинацион
ное излучение,
возникающее при образовании нейтральных атомов, должно было сильно исказить спектр M. ф. и. на волнах
Ещё один нагрев вещество Вселенной могло испытать при образовании галактик. Спектр M. ф. Комптона эффект). Особенно сильные изменения происходят в этом случае в КВ-области спектра. Одна из кривых, демонстрирующих возможное искажение спектра M. ф. и., приведена на рис. 1 (шриховая кривая). Имеющиеся изменения в спектре M. ф. и. показали, что вторичный разогрев вещества во Вселенной произошёл много позже рекомбинации.
фотона возрастает во много раз, и радиофотон превращается в фотон рентг. излучения, энергия же электрона меняется незначительно. Поскольку этот процесс повторяется многократно, электрон постепенно теряет всю энергию. Наблюдаемое со спутников и ракет рентг. фоновое излучение, по-видимому, частично обязано своим происхождением этому процессу.
Протоны и ядра сверхвысоких энергий также подвержены воздействию фотонов M. ф. и.: при столкновениях с ними ядра расщепляются, а соударения с протонами приводят к рождению новых частиц (электроп-позитронных пар, пионов и т. д.). В результате энергия протонов быстро уменьшается до пороговой, ниже к-рой рождение частиц становится невозможным но законам сохранения энергии и импульса. Именно с этими процессами связывают практич. отсутствие в космич. лучах частиц с энергией 
а также малое кол-во тяжёлых ядер.
Лит.: Зельдович Я. Б., "Горячая модель" Вселенной, "УФН", 1966, т. 89, с. 647; Вайнберг С., Первые три минуты, пер. с англ., M., 1981. P. А. Сюняев.
- - 1) процесс возбуждения электромагнитных волн в окружающей среде колеблющимися заряженными частицами; 2) излучением называют также сами электромагнитные волны в процессе их распространения в той или иной среде...
Начала современного Естествознания
ФОНОВОЕ излучение в астрофизике - диффузное и практически изотропное электромагнитное излучение Вселенной. Спектр фонового излучения простирается от длинных радиоволн до гамма-лучей. Вклад в фоновное излучение могут давать неразличимые в отдельности далекие источники и диффузное вещество (газ, пыль), заполняющее космическое пространство. Важнейший компонент фонового излучения - реликтовое излучение.
ФОНОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ - , радиация, которая присутствует в окружающей среде в нормальных условиях. Ее следует принимать в расчет при измерении радиации, исходящей от какого-либо конкретного источника.
Реликтовое излучение
Релимктовое излучемние (или космическое микроволновое фоновое излучение от _en. cosmic microwave background radiation). Термин "реликтовое излучение ", который обычно используется в русскоязычной литературе, ввёл в употребление советский астрофизик И.С. Шкловский - 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 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.
Природа излучения
Согласно теории Большого Взрыва, ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, состоящую из фотонов, электронов и барионов. Благодаря эффекту Комптона, фотоны постоянно взаимодействовали с остальными частицами плазмы, испытывая с ними упругие столкновения и обмениваясь энергией. Таким образом, излучение находилось в состоянии теплового равновесия с веществом, а его спектр соответствовал спектру абсолютно чёрного тела.
По мере расширения Вселенной, космологическое красное смещение вызывало остывание плазмы и, на определённом этапе, для электронов стало энергетически предпочтительней, соединившись с протонами - ядрами водорода и альфа-частицами - ядрами гелия, сформировать атомы. Этот процесс называется рекомбинацией. Это случилось при температуре плазмы около 3000 К и примерном возрасте Вселенной 400 000 лет. С этого момента фотоны перестали рассеиваться теперь уже нейтральными атомами и смогли свободно перемещаться в пространстве, практически не взаимодействуя с веществом. Наблюдаемая сфера, соответствующая данному моменту, называется поверхностью последнего рассеяния. Это - самый удалённый объект, который можно наблюдать в электромагнитном спектре.
Вселенной, не искажённое
ближайшими источниками (атмосферой Земли, излучением Галактикой т. п.). Именно
Ф. к. и. должны были бы воспринимать приборы с широким полем зрения, вынесенные
в пространство между галактиками. К сожалению, такой эксперимент невозможен.
Астрономы изучают Ф. к. и., используя наземные и внеатмосферные приборы. В связи
с этим отделение фонового компонента от диффузного (рассеянного) излучения локальной
и галактич. природы является трудной задачей.
Часто фоном наз. все помехи,
затрудняющие выделение сигнала от дискретного объекта: собств. шумы прибора,
отчёты рентг. счётчиков, вызванные наличием космич. лучей, диффузное излучение,
попадающее в поле зрения прибора (в частности, это может быть и Ф. к. и. при
наблюдении источников с малыми угл. размерами), и т. п. Следует подчеркнуть
отличие Ф. к. и. от понятия фона в гаком смысле.
Исследование Ф. к. и. представляет
самостоят. интерес, т. к. оно несёт информацию об излучении, заполняющем всю
Вселенную, т. е. информацию о Вселенной в целом. Кроме того, Ф. к. и. может
содержать излучение большого числа неразличимых в отдельности дискретных источников
и измерение Ф. к. и. даёт нек-рые оценки их свойств.
Исторически первой проблемой,
связанной с Ф. к. и., была проблема яркости ночного неба в видимом диапазоне.
В связи с ней был сформулирован простейший кос-мологич. тест, вошедший в историю
науки под назв. "парадокс Ольберса", или фотометрический парадокс :
в бесконечной однородной стационарной Вселенной на любом луче зрения мы
должны видеть поверхность звезды, т. е. всё небо должно иметь яркость, сравнимую
с яркостью диска Солнца. Очевидно, что такая модель Вселенной находится в противоречии
с нашим повседневным опытом- яркость ночного неба в видимом диапазоне весьма
низка. Парадокс Ольберса разрешён в совр. эволюционных моделях Вселенной. Галактики
родились ок. 10 млрд. лет назад, числа звёзд во Вселенной столь мала,
что на космологич. горизонте (ct
~10 28 см) доля неба, покрываемая
звёздами, ничтожно мала. Кроме того, излучение звёзд на больших расстояниях
из-за красного смещения сдвигается в ИК-диапазон и не даёт вклада в наблюдаемую
яркость неба в видимом диапазоне.
Точное знание яркости ночного
неба (а точнее, оптич. Ф. к. и., интенсивность к-рого, как минимум, ещё в сто
раз меньше яркости ночного неба, гл. вклад в к-рую дают свечение атмосферы,
зодиакальный свет и свет звёзд Галактики) накладывает жёсткие ограничения на
конкретные модели эволюции галактик, на продолжительность яркой фазы их эволюции
на стадии "молодой галактики" и т. д.
Астрономов интересуют не
только значение яркости неба в том или ином диапазоне длин волн эл--магн. спектра,
но и угл. флуктуации интенсивности фонового излучения. В изотропно расширяющейся
Вселенной фоновое излучение должно быть изотропным: его интенсивность не должна
зависеть от направления. Изотропия истинного фона облегчает его отделение от
локальных источников диффузного излучения. В то же время если осн. источником
фона является излучение дискретных источников, то на очень малых угл. размерах,
когда в поле зрения приборa попадает в ср. порядка одного источника, интенсивность
фона должна сильно флуктуировать при переходе от одной площади наблюдения на
небе к другой. По этим флуктуациям можно судить о пространств. распределении
источников, а также об их распределении по потоку.
Анализ природы Ф. к. и.
показывает, что в большинстве диапазонов спектра его интенсивность определяется
мно-гочисл. далёкими дискретными источниками излучения. В ряде диапазонов Ф.
к. и. не связано с дискретными источниками. Его существование является либо
свойством Вселенной как целого (т. н. реликтовое излучение), либо следствием
присутствия в межгалактич. пространстве излучающего вещества (горячий межгалактический
газ, космические лучи)
.
На рис. 1 и в табл. приводятся
данные об измерениях и оценках интенсивности Ф. к. и.
Рис. 1. Спектр электромагнитного
фонового излучения
Вселенной. Сплошная линия-результаты наблюдений, штриховая-теоретические
оценки; I v
в эрг (см 2. с. Гц. ср) -1
.
Плотность энергии и
числа фотонов фонового излучения в различных диапазонах
Лишь в оптическом и радиодиапазонах
наблюдения Ф. к. и. можно производить с поверхности Земли. Исследования в УФ-,
рентг. и g-диапазонах спектра стали возможны только благодаря успехам внеатмосферной
астрономии.
Выделение Ф. к. и. на фоне
излучения Галактики оказалось сложной задачей. На рис. 2 показано соотношение
между диффузным излучением Галактики и Ф. к. и.
Радиодиапазон
. Д
л и н н о в о л н о в о е р а д и о и з л у ч ен и е (v
<600 МГц; l>50
см). Радиотелескопы принимают как Ф. к. и., так и синхротронное излучение релятивистских
электронов в межзвёздной среде Галактики, что затрудняет выделение Ф. к. и.
Синхротронное излучение Галактики крайне неравномерно распределено по небу.
Интерес представляет область на небе с мин. яркостной температурой Т b
, равной 80 К на частоте 178 МГц. Ясно, что это верх. предел на яркостную
темп-ру Ф. к. и. на этой частоте.
Выделить внегалактич. компонент можно лишь в том случае, если спектр излучения
Галактики отличается от спектра Ф. к. и. К сожалению, они достаточно близки.
Тщательный анализ показывает, что яркостная темп-ра фона на частоте 178 МГц
близка к 30 К, а спектральный индекс совпадает со ср. спектральным индексом
излучения радиогалактик
a= 0,75. Это позволяет найти яркостную темп-ру
и интенсивность Ф. к. и. на любой длине волны в метровом диапазоне Т b
30
(l/1,7м) 2,75 К, I v
= 3 . 10 -19. (l/1,7м) 0,75
эрг (
см 2. с. Гц. ср) -1 . Совпадение
спектральных индексов Ф. к. и. и радиогалактик привело к предположению, что
длинноволновое Ф. к. и. представляет собой совокупное излучение далёких мощных
дискретных источников радиоизлучения: радиогалактик и квазаров
. Однако
наблюдаемая в окрестности нашей Галактики пространств. плотность радиогалактик
и их радиосветимость (см. Светимость
)оказались недостаточными для объяснения
интенсивности Ф. к. и. В решении этого вопроса удалось продвинуться лишь после
тщательных подсчётов слабых (и, следовательно, далёких) радиоисточников. Зависимость
числа источников от потока оказалась существенно более крутой, чем ожидалось.
Это говорит о том, что раньше, когда Вселенная была существенно моложе, мощных
радиоисточников было намного больше, чем сейчас (точнее, было больше радиоисточников
на данное число галактик). Имела место космологич. эволюция радиоисточников.
Далёкие мощные радиогалактики и квазары наблюдаются сегодня как слабые радиоисточники.
Оказалось, что именно эти многочисл. источники определяют Ф. к. и. в области
длинных радиоволн.
Рис. 2. Соотношение
плотностей энергии фонового
излучения
Вселенной и диффузного излучения га
лактического
происхождения; r в эВ/см 3
.
Инфракрасный диапазон
(10 12 Гц< v
<3 10 14 Гц; 1 мкм
Чувствительность совр.
приборов недостаточна для не-посредств. наблюдения инфракрасного Ф. к. и. На
рис. 1, 2 и в таблице приведены результаты теоретич. оценок суммарного излучения
квазаров и ядер галактик, основанные на данных наблюдений ИК-излучения индивидуальных
источников и данных об их плотности во Вселенной. Видимый диапазон
<
1 мкм). Для выделения видимого Ф. к. и. из наблюдаемого диффузного
излучения необходимо вычесть излучение относительно близких источников: эмиссию
атмосферы, зодиакальный свет
(свет Солнца, рассеянный на межпланетной
пыли), интегральный свет звёзд Галактики. Эмиссия атмосферы становится несущественной
при наблюдениях за пределами земной атмосферы. При наземных наблюдениях для
её исключения вводят поправку, основанную на исследованиях пропускания атмосферы
под разными углами к зениту. Вклад зодиакального света можно в принципе учесть,
запуская космич. аппараты перпендикулярно плоскости эклиптики на расстояние
~ 1 а. е., т. е. в область, где практически нет межпланетной пыли. Другой, более
доступный ныне путь состоит в использовании моделей свечения зодиакальной пыли,
а также в наблюдениях видимого Ф. к. и. во фраунгоферовых линиях, где слабо
излучение Солнца и поэтому ослаблен зодиакальный свет. Проводятся интенсивные
исследования свойств зодиакального света с ракет и спутников с целью выделения
видимого Ф. к. и. Третий фактор можно оценить по ф-ции светимости и пространств.
распределению звёзд в Галактике. Этот фактор вносит гл. неопределённость при
исследовании внегалактич. компонента оптич. свечения неба.
При наблюдениях с Земли
не было найдено никаких следов изотропного видимого компонента Ф. к. и. Верх.
предел оказался примерно в 100 раз меньше, чем полная наблюдаемая яркость неба
в видимом диапазоне. Зная спектр излучения отд. галактик, их плотность в пространстве
и расстояния до галактик, можно рассчитать их интегральное излучение. При этом
оказывается, что гл. вклад в видимое Ф. к. и. дают норм. галактики (точнее,
излучение входящих в них звёзд).
Следует также учесть, что
если межгалактич. пространство заполнено звёздами, скоплениями звёзд или карликовыми
галактиками, то их практически невозможно обнаружить при совр. уровне техники
наблюдений. В связи с этим вклад этих "светящихся" объектов в ср.
плотность вещества во Вселенной неизвестен. Здесь оказываются полезными оценки
верх. предела интенсивности Ф. к. и. в видимом диапазоне. Если у этих невидимых
объектов отношение масса - светимость такое же, как и для галактик в среднем,
то, используя эксперим. данные, можно показать, что масса светящихся тел во
Вселенной мала для того, чтобы Вселенная была замкнутой (см. Космология
).
Ультрафиолетовый диапазон
. Эту область спектра условно можно разделить на две части: первая доступна
для наблюдений со спутников и ракет, вторая-принципиально недоступна для прямых
наблюдений из Солнечной системы.
Д и а п а з о н, д о с
т у п н ы й д л я н а б л ю д е н и й
. Яркость неба в УФ-области
спектра определяется излучением горячих звёзд нашей Галактики. Очевидно, что
чем выше темп-ра Т
поверхности звезды, тем больше испускает она фотонов
в УФ-диапазоне. Число же звёзд, имеющих данную темп-ру, быстро падает с ростом
Т
. Поэтому и суммарное излучение звёзд Галактики быстро падает с уменьшением
длины волны. Так, согласно измерениям на космич. станциях "Венера",
интегральная светимость нашей Галактики (без учёта неизвестного вклада её ядра)
в полосе 1225- 1340
оценивается в 10 40 -10 41 эрг/с, что составляет лишь 10 -3 -10 -4
её светимости в видимом диапазоне. Поэтому ожидалось, что выделить внегалактич.
компонент в УФ-диапазоне будет легче, чем в видимом, и что он будет нести информацию
в осн. о незвёздных источниках- ядрах галактик, квазарах, межгалактич. газе.
Правда, в доступный для наблюдений УФ-диапазон попадает также мощное излучение,
обусловленное переизлучением межпланетным водородом линии L
a
солнечного происхождения. Однако это излучение можно исключить фильтрами. Несмотря
на все попытки, выделить метагалактич. УФ-излучение пока не удалось. Экспериментально
установлены лишь верх. пределы его интенсивности (по минимуму наблюдаемой яркости
неба и с точностью до вклада космич. лучей в отсчёты приборов).
По аналогии с нашей Галактикой
естественно было бы предположить, что все норм. галактики мало излучают в УФ-лучах
и что интенсивность этого компонента Ф. к. и. мала. Однако неожиданно большой
поток УФ-излучения был обнаружен из области ядра галактики МЗ1 (Туманность Андромеды)
и от ряда др. галактик. Важными источниками Ф. к. и. в УФ-диапазоне спектра,
согласно наблюдениям со специализир. спутников, должны являться квазары.
Изучение ультрафиолетового
Ф. к. и. важно для определения кол-ва и свойств горячего межгалактич. газа,
к-рый, возможно, определяет плотность вешества во Вселенной. В частности, в
полосу
выделенную существующими фильтрами, попадает сдвинутая красным космологич. смещением
линия излучения L
a самого распространённого во Вселенной элемента-водорода,
если он находится на расстоянии, не превышающем 600 Мпк (при Хаббла постоянной
Отсутствие
в спектрах далёких квазаров
полосы поглощения, соответствующей L
a , говорит о ничтожной
плотности нейтрального межгалактич. водорода, т. е. о высокой степени ионизации
межгалактич. газа 
,
где n
H и n
P -число атомов водорода и протонов
в 1 см 3 межгалактич. пространства.
Д и а п а з о н, н е д
о с т у п н ы й д л я п р я м ы х н а б л юд е н и й .
Эта область спектра
принципиально недоступна для прямых наблюдений из пределов Солнечной системы
из-за поглощения фотонов УФ-излучения нейтральным межзвёздным водородом. Существует
лишь косвенный метод оценки интенсивности ионизующего Ф. к. и. Фоновое УФ-излучение
должно создавать зоны ионизации водорода вокруг галактик, подобные зонам
НII
, существующим вокруг горячих звёзд. Очевидно, если бы уровень фона был
очень высок, то фотоны УФ-диапазона могли бы ионизовать весь межзвёздный газ.
В действительности радионаблюдения в радиолинии водорода 21 см
привели
к обнаружению нейтрального газа далеко за оптич. границами галактик. Плотность
водорода там крайне мала, и тот факт, что он не ионизован, говорит о малой интенсивности
ультрафиолетового Ф. к. и., его верх. предел в 100 раз ниже, чем в
соседнем наблюдаемом диапазоне. Водород на периферии галактик оказался в 100
раз более чувствительным детектором, чем счётчики на спутниках и ракетах. Полученный
предел не так уж низок: он соответствует 10000 ионизующих фотонов, падающих
на 1 см 2 поверхности галактик в 1 с.
Рентгеновский диапазон
Наблюдения с ракет, спутников и баллонов показали, что излучение в клас-сич.
рентг. области 
в высокой степени изотропно, т. е. имеет внегалактич. природу. Лишь в области
мягких рентг. лучей (для фотонов с энергией e<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.
Главные источники рентг.
Ф. к. и. до сих пор неизвестны. По-видимому, это ядра галактик, горячий межгалактич.
газ в скоплениях галактик
и квазары (обычные галактики дают не более
1 % наблюдаемого рентг. фона). При глубоких обзорах ряда площадок неба с Эйнштейновской
рентг. обсерватории (со спутника ХЕАО-Б, США, 1978) на каждом квадратном градусе
было обнаружено до десяти рентг. источников. Их детальный анализ в оптич. диапазоне
показал, что 20-30% из них - это квазары, 20- 30%-далёкие галактики, 20-30%-звёзды
нашей Галактики. Однако излучение этих объектов может обеспечить не более 50%
интенсивности Ф. к. и. в рентг. диапазоне. Часть слабых рентг. источников не
удаётся отождествить ни с оптическими, ни с радиообъектами. Планируются запуски
рентг. спутников, к-рые должны будут снять карту всего неба в диапазоне от 0,5
до 1,5 кэВ и нанести на неё неск. сотен тыс. рентг. источников.
Происхождение рентг. Ф.
к. и. может быть связано с рассеянием низкочастотных фотонов на релятивистских
электронах космич. лучей (обратный Комптона эффект
).При таком рассеянии
энергия фотонов увеличивается во много раз и они попадают в рентг. диапазон.
В ядрах галактик, по-видимому, эффективно многократное комп-тоновское рассеяние
на тепловых электронах, приводящее к формированию жёсткого рентг. излучения
в горячей нерелятивистской максвелловской плазме. Другим важнейшим механизмом
излучения рентг. фотонов является тормозное излучение горячего газа.
Гамма-диапазон
Как
и рентг. излучение, g-излучение может возникать при обратном эффекте Комптона
и как тормозное излучение релятивистских электронов при их взаимодействии с
газом. Помимо этого, g-фотоны могут рождаться и в других процессах. К ним относятся
прежде всего столкновения протонов космич. лучей с ядрами атомов межзвёздной
среды, приводящие к рождению p 0 -мезонов; аннигиляция протонов и антипротонов,
сопровождающаяся рождением и последующим распадом p 0 -мезонов на два
g-фотона; кроме того, возбуждение нетепловыми частицами и последующее излучение
ядер, аннигиляция электронов и позитронов. Т. к. сечения и вероятности всех
этих процессов достаточно хорошо известны, теоретики заранее рассчитали ожидаемые
потоки от дискретных источников g-излучения, поток у-излучения от плоскости
нашей Галактики и оценили интенсивность фона g-излучения.
Вселенная прозрачна для
жёсткого g-излучения вплоть до значений красного смещения z~100. Поэтому по
наблюдаемой интенсивности Ф. к. и. можно сделать важный вывод
о кол-ве антивещества во Вселенной: маловероятно, чтобы антивещества во Вселенной
было бы столько же, сколько вещества (см. Барионная асимметрия Вселенной
). Действительно, за время, соответствующее изменению z
от 0 до 100
(за это время реликтовое излучение охлаждается примерно в 100 раз - от 300 К
до 2,7 К), проан-нигилировало не более одной миллионной доли вещества Вселенной.
Иначе интенсивность фонового g-излучения намного превысила бы наблюдаемую. Можно
ожидать, что высокая проникающая способность g-излучения сделает g-астрономию
мощным орудием исследования эволюции Вселенной.
Лит.: Лонгейр М. С., Сюняев Р. А., Электромагнитное излучение во Вселенной, "УФН", 1971, т. 105, с. 41. Р. А. Сюняев .
Данная статья была написана Владимиром Горунович для данного сайта и сайта "Викизнание".
Реликтовое излучение (ист.) или более правильно фоновое космическое микроволновое излучение (англ. cosmic microwave background radiation) - космическое электромагнитное излучение приходящее не из звезд Вселенной, со спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,725 К и с высокой степенью изотропности. Максимум излучения приходится на частоту 160,4 ГГц, что соответствует длине волны 1,9 мм.
Существование фонового космического (реликтового) излучения было предсказано теоретически в рамках гипотезы Большого взрыва. В рамках данной гипотезы предполагается, что реликтовое излучение сохранилось с начальных этапов существования Вселенной и равномерно её заполняет. Наряду с космологическим красным смещением, фоновое космическое (реликтовое) излучение рассматривается частью физиков как одно из подтверждений гипотезы Большого взрыва.
В настоящее время физика утверждает о наличии у фонового космического (реликтового) излучения других источников, отличных от Большого взрыва. Поэтому историческое название данного излучения неправильно отражает его природу и вводит в заблуждение. Об этом говорит также тот факт, что само существование "Большого взрыва" в истории Вселенной теперь физикой отвергается, как не соответствующее природе и ее законам.
Экспериментально существование фонового космического (реликтового) излучения было подтверждено в 1965 году.
- 1 Фоновое космическое излучение и гипотеза Большого взрыва
- 2 Фоновое космическое излучение и полевая теория
- 3 Фоновое космическое излучение и классическая электродинамика
- 4 Фоновое космическое излучение и закон сохранения энергии
- 5 Природные источники фонового космического излучения
- 6 Природный механизм образования основной компоненты фонового космического излучения
- 7 Реликтовое излучение: Итог
1. Фоновое космическое излучение и гипотеза Большого взрыва
Согласно гипотезе Большого Взрыва, ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, состоящую из протонов, нейтронов, электронов и фотонов (т.е. из барионов, одного из лептонов и фотонов). Утверждается, что благодаря эффекту Комптона фотоны постоянно взаимодействовали с остальными частицами плазмы (протонами, нейтронами и электронами), испытывая с ними упругие столкновения и обмениваясь энергией. Таким образом, излучение должно было находиться в состоянии теплового равновесия с веществом, а его спектр соответствовать спектру абсолютно чёрного тела.
По мере предполагаемого гипотезой Большого взрыва расширения Вселенной, космологическое красное смещение (как предполагается) должно было вызывать остывание плазмы, и на определённом этапе для электронов должно было стать энергетически предпочтительней, соединиться с протонами (ядрами водорода) и альфа-частицами (ядрами гелия), и сформировать атомы. Этот процесс называется рекомбинацией. Это могло случиться при температуре плазмы около 3000 К и предполагаемом примерном возрасте Вселенной 400 000 лет. С этого момента фотоны, как предполагается, перестали рассеиваться теперь уже нейтральными атомами и смогли свободно перемещаться в пространстве, практически не взаимодействуя с веществом. Наблюдаемая сфера, соответствующая данному моменту, в гипотезе Большого взрыва называется поверхностью последнего рассеяния. Предполагается, что это - самый удалённый объект, который можно наблюдать в электромагнитном спектре. В результате дальнейшего предполагаемого расширения Вселенной температура излучения снизилась и сейчас составляет 2,725 К. (Данные взяты из Википедии и немного доработаны).
А теперь немного критики с точки зрения физики.
Нейтроны (скрываемые за формулировкой "барионы") являются нестабильными элементарными частицами и по истечении времени (порядка 1000 секунд), каждый нейтрон распадется на протон, электрон и электронное антинейтрино. Таким образом, этот "коктейль" должен состоять из протонов, электронов, фотонов и электронных антинейтрино. В процессе распада нейтрона электронное антинейтрино, как элементарная частица, обладающая наименьшей массой покоя, заберет значительную часть энергии распада. Потом в результате столкновений в межгалактическом пространстве с другим антинейтрино обе частицы перейдут в возбужденные состояния с последующем излучением низко энергетических фотонов - фонового космического излучения. Так незнание гипотезой Большого взрыва законов природы не освобождает данную гипотезу от их действия.
А из протонов и электронов получается - только водород. В итоге должна получиться водородная Вселенная, в "реликтовом" излучении которой должны присутствовать спектральные линии водорода. Атомам гелия создаться не из чего, если не прибегать к звездам и их термоядерным реакциям. Но тогда 400 000 лет отведенных гипотезой для образования звездами гелия окажется явно недостаточно.
Расширение Вселенной никто не доказал - это всего лишь предположение, основанное на одностороннем толковании красного смещения в пользу эффекта Доплера и игнорировании взаимодействий элементарных частиц. Также является сказкой утверждение о том, что через 400 000 лет фотоны смогли свободно перемещаться в пространстве, практически не взаимодействуя с веществом. Тут забыли об антинейтрино, получившихся в результате распада нейтронов, и о фотон-нейтринных взаимодействиях, игнорируемых стандартной моделью. Также забыли о взаимодействиях самих антинейтрино. И, наконец, физика не нашла доказательств того, что в истории Вселенной был Большой взрыв.
Теперь почему так получилось, или точнее, почему вместо теории Большого взрыва получилась ошибочная гипотеза.
В физике необходимо быть предельно осторожным в выборе фундамента разрабатываемой теории. Заложив в фундамент разрабатываемой теории ошибочную стандартную модель, авторы пошли по неверному пути и создали ошибочную гипотезу. И в этом не их вина, что поверили сладкоголосым речам сторонников стандартной модели - а их беда. Надо было сначала задаться вопросом: а не слишком ли много у стандартной модели произвольных параметров великолепно используемых для подгонки под новые экспериментальные данные. А если еще обратить внимание на манипулирование законами природы - то все станет ясным. Но Новой физики тогда еще не было и пришлось брать то, что было - стандартную модель.
Так ошибка в выборе фундамента закономерно привела к ошибочному результату. Для физики все это очевидно, но возможно для космологии это в новинку. И если так - то космологии предстоит пройти курс обучения уважению законов природы со строгим учителем под названием "Природа", как это в свое время было с физикой. Правда надо отметить, что небольшая часть физики (физика элементарных частиц) с упорством, достойным лучшего применения, пытается управлять законом сохранения энергии вопреки природе. А что из этой шалости получилось - теперь хорошо видно: сказочные "теории".
Таким образом, фоновое космическое излучение, называемое по ошибке "реликтовым", не было создано Большим взрывом и у него должны быть в природе иные источники .
2. Фоновое космическое излучение и полевая теория
Полевая теория элементарных частиц в качестве одного из источников фонового космического излучения предлагает взаимодействия нейтрино (антинейтрино), в гигантских количествах испускаемых звездами. Поскольку нейтрино благодаря ее чрезвычайной легкости (не более 0,052эВ) уносится существенная часть энергии термоядерного синтеза, то они движутся с релятивистскими скоростями и с легкостью покидают не только систему звезды, но и галактику. Сталкиваясь в межгалактическом пространстве с нейтрино от других звезд, элементарные частицы переходят в возбужденные состояния. Затем по истечении определенного времени возбужденные нейтрино переходят в состояния с меньшей энергией с испусканием низко энергетических фотонов. При этом излучение фотонов происходит в межгалактическом пространстве. Таким образом, создается иллюзия появления электромагнитного излучения из ничего (кажущееся нарушение закона сохранения энергии) или из далекого прошлого (Большой взрыв).
Следующим источником фонового космического излучения является взаимодействие фотона с нейтрино. Фотоны светового, ультрафиолетового или инфракрасного диапазона, столкнувшись с нейтрино, отдают ему малую, но отличную от нуля часть своей энергии. Вследствие этого с одной стороны нейтрино переходит в возбужденное состояние с последующим испусканием кванта микроволнового излучения, а с другой стороны падает энергия сталкивающегося фотона - т.е. создается красное смещение. Следовательно, механизм образования красного смещения является одним из источников фонового космического излучения.
Еще одним источником фонового космического излучения являются реакции аннигиляции пар элементарных частиц - это аннигиляция пары "нейтрино-антинейтрино", сюда можно также добавить пару "электрон-позитрон".
Таким образом, фоновое космическое (реликтовое) излучение должно включать в себя электромагнитное излучение возбужденных нейтрино (антинейтрино) , при их переходах в состояния с меньшей энергией. Сегодня физика не в состоянии измерить ни массу покоя электронного и мюонного нейтрино, ни энергии их возбужденных состояний. Поэтому физика сегодня не может однозначно сказать является ли фоновое космическое (реликтовое) излучение в основном результатом столкновений нейтрино, или у него есть еще иные существенные компоненты.
3. Фоновое космическое излучение и классическая электродинамика
Классическая электродинамика утверждает, что любое электромагнитное излучение, в том числе и фоновое космическое излучение, может быть создано только при условии обязательного выполнения законов электромагнетизма, а также других законов природы. Это излучение может быть создано только электромагнитными полями элементарных частиц, или их соединений (атомами, молекулами, ионами и др.). При этом созданное излучение будет взаимодействовать с электромагнитными полями других элементарных частиц всегда и независимо от "стадии создания Вселенной". - Если есть Вселенная то, следовательно, существуют и законы Вселенной, в том числе и законы электромагнетизма, как неотъемлемая часть Вселенной.
Остывание плазмы, находящейся в тепловом равновесии, возможно лишь в том случае если кинетическая энергия будет расходоваться, например, на образование новых пар "частица-античастица". Но тогда вместе с веществом будет создаваться и антивещество со всеми вытекающими отсюда последствиями и будущими вселенскими катаклизмами. А расширение Вселенной необходимо не постулировать, а доказать.
В статье Большой взрыв были показаны противоречия классической электродинамики и гипотезы Большого взрыва. Следовательно, фоновое космическое (реликтовое) излучение должно иметь природные источники, отличные от Большого взрыва .
4. Фоновое космическое излучение и закон сохранения энергии
Согласно закону сохранения энергии (продолжающему действовать в природе) электромагнитное излучение (к которым относится и фоновое космическое излучение) не может быть создано из не существующих в природе форм энергии в результате гипотетического Большого взрыва, а также в результате гипотетических квантовых флуктуаций в вакууме. У фонового космического излучения должны быть природные источники , например: взаимодействия, реакции и превращения элементарных частиц (излучаемых звездами).
5. Природные источники фонового космического излучения
Поскольку физикой отвергается возможность Большого взрыва, то фоновое космическое излучение не может быть реликтовым излучением. Следовательно, у фонового космического излучения должны быть природные источники.
К числу возможных природных источников фонового космического излучения физика предлагает следующие источники:
- излучения возбужденных нейтрино (как электронных, так и мюонных),
- реакция аннигиляции пары электронных нейтрино-антинейтрино,
- реакции распада мюонного нейтрино в электронное с испусканием фотонов (нейтринные осцилляции),
- излучения отдельных атомов или молекул,
- излучения молекул нейтринного газа (связанных состояний из нескольких электронных нейтрино).
При этом нейтрино будет переходить в возбужденные состояния как от столкновения с другим нейтрино, так и от прохождение через нейтрино фотонов видимого, ультрафиолетового, инфракрасного и других диапазонов, для которых энергия фотона превосходит величину энергии возбуждения нейтрино. Тем самым источником возбуждения нейтрино является и свет, идущий от удаленных галактик, т.е. красное смещение.
6. Природный механизм образования основной компоненты фонового космического микроволнового излучения (статья в разработке)
Сегодня физика установила природный механизм образования основной компоненты фонового космического микроволнового излучения и, следовательно, один из его основных природных источников.
Для того, чтобы понять это, посмотрим на карту фонового космического излучения (подлинную, без подгонки под "реликтовое излучение"), помещенную в начале статьи (в верху). Как видим, ее рассекает пополам красная горизонтальная полоса, отражающая тот факт, что наибольшее регистрируемое излучение исходит из нашей галактики. Следовательно, в нашей галактике идут природные процессы, создающие фоновое космическое излучение. Аналогичные процессы идут и в других галактиках, а также (более слабо) в межгалактическом пространстве.
А теперь зададимся вопросом: в результате чего в межзвездном, или межгалактическом пространстве, может возникнуть данное излучение. Для этого обратим внимание на, плохо изученную физикой "неуловимую" элементарную частицу и ее молекулярные соединения.
Согласно полевой теории элементарных частиц электронное нейтрино должно взаимодействовать с другими электронными нейтрино своими электромагнитными полями. Пример потенциальной энергии взаимодействия пары электронных нейтрино лежащих в одной плоскости с антипараллельными спинами приведен на рисунке.
Из рисунка видно наличие потенциальной ямы глубиной 1,54×10 -3 ev с минимумом на расстоянии 8,5×10 -5 см. Как видим, пара электронных нейтрино должна обладать связанным состоянием с нулевым спином с энергией порядка 0,72×10 -3 ev (более точную величину можно определить с помощью квантовой механики).
Это связанное состояние будет напоминать молекулу водорода с той разницей, что в данной «молекуле» (ν e2) нейтрино взаимодействуют своими электромагнитными полями. В результате крайне малой величины энергии связи молекула ν e2 будет устойчивой в условиях близких к абсолютному холоду и при отсутствии столкновений с другими электронными нейтрино и не только.
Электронные нейтрино могут образовывать и более сложные связанные состояния, с большей величиной энергии связи, например ν e4 (и др.). В результате во Вселенной должна существовать нейтринная форма материи в виде нейтринного газа, состоящего в основном из молекул ν e2 , значительно реже ν e4 .
И этот нейтринный газ будет взаимодействовать как со светом (создавая красное смещение), так и с электронными нейтрино, излучаемыми в огромных количествах звездами. В результате такого взаимодействия молекулярные соединения электронных нейтрино разбиваются на части. А при обратном процессе - слиянии пары электронных нейтрино в молекулярное соединение, происходит выделение энергии в виде микроволнового электромагнитного излучения с длиной волны, соответствующей основной компоненте фонового космического микроволнового излучения (996). Кроме того, при слиянии пары молекул ν e2 в молекулу ν e4 происходит выделение еще больше энергии, что соответствует участку спектра 34 на рисунке.
Таким образом, фоновое космическое микроволновое излучение (по ошибке называемое "реликтовым излучением") потеряло свое божественное происхождение и обрело природные источники .
7. Реликтовое излучение: Итог
У фонового космического микроволнового излучения, исторически (по ошибке) называемого реликтовым должны быть природные источники . К одному из таких источников относятся взаимодействия нейтрино.
В целом необходимо подробно исследовать весь спектр фонового космического излучения (во всем диапазоне частот, не ограничиваясь микроволновыми частотами) и определить его составляющие, а также их возможные источники, а не заниматься сочинительством новых библейских сказок теперь уже о сотворении Вселенной. Для всяких "научных" сказок есть прекрасное место в детской литературе, если конечно последняя не захочет дать им пинка под зад как это сделала недавно, и будет продолжать делать физика.
Владимир Горунович
