Реклама

§26. РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

После того, как наука пришла к выводу об отсутствии эфира, теория относительности сделала отсюда вывод об отсутствии абсолютной системы отсчета (каковой считался эфир). Именно отсюда и делались выводы, что лоренцевское сокращение длины и времени не только кажется наблюдателю, а происходит в действительности - поскольку, если нет системы отсчета, относительно которой можно измерить достоверные одновременность событий, длину, интервалы времени, то получится, что достоверных значений этих величин не существует, и поэтому те значения, которые кажутся наблюдателю, и должны восприниматься как действительные.

Однако в середине ХХ века абсолютная система отсчета была открыта. Конечно же, это не мифический эфир, а реликтовое излучение, равномерно заполняющее всю Вселенную. История открытия реликтового излучения такова.

Примерно через миллион лет после Большого взрыва произошло событие, которое называют отделение вещества от излучения. До этого материя существала в виде так называемой фотонной плазмы, состоящей из атомных ядер, электронов и фотонов. Высокая энергия фотонов не позволяла атомным ядрам и электронам объединиться в нейтральные атомы: если атом возникал, то, поглощая ион, он снова распадался на ядро и электроны. Однако в определенный момент времени в силу расширения Вселенной энергии фотонов сократились до такого уровня, что они оказались не в состоянии оторвать электроны от атомов. В результате из ядер и электронов образовались атомы, а излучение перестало поглощаться ими и стало свободно излучаться. Это было важным этапом в эволюции материи: вещество и излучкение стали двумя разными формами существования материи.

В 1947 году американский физик русского происхождения Г.Гамов предсказал, что излучение, в тот момент отделившееся от вещества, сегодня должно равномерно заполнять всю Вселенную, а его "температура" должна составлять единицы кельвин. Советский астроном И.С.Школовский предложил назвать это излучение реликтовым, и это название удачно прижилось.

Реликтовое излучение было экспериментально открыто в 1957 году советским ученым из Пулковской обсерватории Т.А.Шмаоновым на длине волны 3 см с температурой 2-8 К. В 1964 году независимо от него советские ученые А.Г.Дорошкевич и И.Д.Новиков опубликовали статью, в которой обосновали возможность регистрации реликтового излучения в радиодиапазоне. Олнако советские ученые не запатентовали свое открытие по нормам буржуазного права, и поэтому приоритет достался американским радиоинженерам А.Пензиасу и Р.Вильсону, обнаружившим реликтовое излучение в 1965 году, которые за это открытие получили Нобелевскую премию.

Реликтовое излучение было обнаружено как постоянный "шум" на нескольких длинах волн: сначала на длине волны 7,35 см, потом и на других длинах - 8,2 мм, 20,7 см, 49 и 73,5 см. Во всех случаях температура излучения составляла 2,7 К. Теория расширяющейся Вселенной получила таким образом свое экспериментальное подтверждение.

Максимум интенсивности реликтового излучения приходится на длину волны 1 мм. Плотность квантов реликтового излучения составляет 500 фотонов на 1 кубический сантиметр. Для сравнения: на одну ядерную частицу (протон или нейтрон) приходится миллиард квантов реликтового излучения. 500 квантов реликтового излучения "размером" в 1 миллимерт, и вск это упаковано в 1 кубический сантиметр - такое распределение реликтового излучения позволяет его рассматривать как сплошную среду.

Относительно реликтового излучения можно оценить скорости движущихся тел. К неподвижному телу фотоны реликтового излучения приходят равномерно со всех сторон с одинаковой интенсивностью. Если же тело движется, то в направлении движения, согласно эффекту Допплера, интенсивность излучения будет больше, а в противоположном направлении - меньше. И такое явление удалось зафиксировать экспериментально: были зафиксированы движение Солнца вокруг центра Галактики со скоростью 300 км/секунду, движение центра Галактики в направлении на созвездие Девы со скоростью 600 км/секунду, а также движение всей Местной группы галактик (области размером 100-150 мегапарсек) в направлении, которое называют "Большой аттарктор".

Помимо реликтового излучения в диапазоне радиоволн, существует также равномерный фон излучения в рентгеновском диапазоне, источником которого является постоянное излучение, исходящее из ядер галактик.

Интересно, что, как оказалось, количество нейтрино на единицу объема Вселенной примерно равно количеству квантов реликтового излучения. Учитывая гипотезу, что нейтрино движутся со сверхсветовой скоростью, можно предположить, что, помимо абсолютных систем отсчета электромагнитного происхождения, действующих только на двсветовую и световую область, существует также и сверхсветовая абсолютная система отсчета.

Таким образом, Вселенная буквально наполнена различными видами излучений, которые могут претендовать на роль абсолютной системы отсчета. Поэтому философия теории относительности, основанная на отсутствии абсолютной системы отсчета, должна быть подвергнута сомнению.

В продолжение темы: внегалактическое фоновое излучение в ультрафиолетовом, инфракрасном и видимом диапазоне

Hosted by uCoz