Большой энциклопедический словарь:
РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — 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 Вселенной, которая в прошлом имела очень высокую температуру и плотность излучения (горячая Вселенная).
Большая советская энциклопедия:
Реликтовое излучение
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. Интенсивность и спектр Р. и. соответствуют излучению абсолютно чёрного тела с температурой 2,7 К.
Р. и. было обнаружено в 1965 в радиодиапазоне электромагнитного излучения на длине волны 7,35 см. В диапазоне сантиметровых и дециметровых волн наблюдения Р. и. проводят с поверхности Земли при помощи радиотелескопов. В миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах излучение земной атмосферы препятствует наблюдениям Р. и., поэтому для измерений используют широкополосные болометры, установленные на поднимаемых за пределы атмосферы баллонах и ракетах. Наблюдения на длинах волн от 50 см до 0,5 мм свидетельствуют о том, что Р. и. равномерно распределено на небесной сфере и является основной составляющей яркости неба в дециметровом, сантиметровом, миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах (рис.). Р. и. определяет плотность энергии электромагнитного излучения во Вселенной — около 0,25 эв/см3, и плотность числа фотонов во Вселенной — около 400 в 1 см3. На каждый атом во Вселенной приходится более ста миллионов реликтовых фотонов.
Открытие Р. и. подтвердило предложенную в 1946 Г. А. Гамовым гипотезу (т. н. горячую модель Вселенной), согласно которой Вселенная на ранние стадиях расширения характеризовалась не только высокой плотностью, но и высокой температурой, достаточной для протекания ядерных реакций синтеза лёгких элементов. При высокой температуре плазма находилась в термодинамическом равновесии с излучением. В ходе последующего расширения Вселенной температура вещества и излучения падала по адиабатическому закону, происходила рекомбинация протонов и электронов, и равновесие между веществом и излучением нарушилось. Однако тепловое излучение сохранилось до современной эпохи и наблюдается в виде Р. и.
Исследования Р. и. дают ценный материал для космогонических и космологических теорий. Так, по отсутствию заметной анизотропии Р. и. судят о крупномасштабных свойствах Вселенной, делают выводы о её изотропии и однородности. Выявление мелкомасштабных флуктуаций температуры Р. и. на небесной сфере дало бы возможность сделать заключение о первичных возмущениях в плотности и скорости вещества, рост которых привёл к образованию галактик и скоплений галактик, о времени их образования. Обнаружение отклонений Р. и. от законов излучения абсолютно чёрного тела позволило бы выявить источники выделения энергии, действовавшие в течение времени охлаждения Р. и.
Р. и. существенно влияет на ряд процессов, происходящих во Вселенной и в современную эпоху. Так, Р. и. определяет время жизни релятивистских электронов и космических лучей сверхвысоких энергий в межгалактическом пространстве: электроны, рассеивая фотоны Р. и., отдают им энергию и тормозятся. Энергия реликтовых фотонов при этом возрастает во много раз. Этот механизм, возможно, является причиной возникновения фонового рентгеновского излучения. При столкновении фотонов Р. и. с протонами ультравысоких энергий происходит рождение -мезонов, протоны быстро теряют энергию. Столкновения фотонов с ядрами космических лучей при определённых условиях приводят к расщеплению ядер. Р. и. влияет на заселённость нижних энергетических уровней молекул межзвёздного вещества. На этом основан, в частности, косвенный метод определения температуры Р. и. Полученные этим путём температуры Р. и. хорошо согласуются с температурами, полученными и при прямых радионаблюдениях.
Лит.: Зельдович Я. Б., Новиков И. Д., Релятивистская астрофизика, М., 1967; их же, Строение и эволюция Вселенной, М., 1975: Лонгейр М. С., Сюняев Р. А., Электромагнитное излучение во Вселенной, «Успехи физических наук», 1971, т. 105, в. 1.
Р. А. Сюняев.
Спектр реликтового излучения. Сплошная кривая — спектр излучения абсолютно черного тела с температурой 2,7 К.
Физический энциклопедический словарь:
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 Р. Уилсоном в 1965 (Нобелевская пр., 1978).
Р. и. является осн. составляющей яркости неба в диапазоне от дециметровых до субмиллиметровых радиоволн (рис.). Оно фактически определяет плотность энергии эл.-магн. излучения во Вселенной, а также плотность числа фотонов (ок. 400 в 1 см3. что соответствует 0,25 эВ/см3). На каждый атом во Вселенной приходится более 100 млн. фотонов Р. и. Св-ва Р. и. хорошо согласуются с предложенной в 1946 амер. физиком Г. А. Гамовым гипотезой т. н. горячей модели Вселенной, согласно к-рой плазма и эл.-магн. излучение на ранних стадиях расширения Вселенной обладали высокой плотностью и темп-рой (>109 К и выше; (см. КОСМОЛОГИЯ)). В ходе космологич. расширения Вселенной темп-ра горячей плазмы и находящегося с ней в термодинамич. равновесии излучения падала. При достижении темп-ры = 4000 К произошла рекомбинация протонов и эл-нов, после чего равновесие образовавшегося нейтр. в-ва (водорода и гелия) с излучением нарушилось — кванты излучения уже не обладали необходимой для ионизации в-ва энергией и проходили через него, как через прозрачную среду. Темп-ра обособившегося излучения продолжала снижаться и к нашей эпохе составила ок. 3 К. Т. о., это излучение сохранилось до наших дней как реликт от эпохи рекомбинации и образования нейтр. атомов Н и Не.
Спектр эл.-магн. фонового излучения Вселенной. Сплошной линией показаны результаты наблюдений, пунктиром — теор. оценки.
Р. и. участвовало и участвует в важнейших крупномасштабных процессах во Вселенной и поэтому должно нести на себе отпечаток этих процессов. Одно из св-в Р. и.— изотропность -показывает, что значительных по величине неоднородностей плотности, способных затем привести к образованию галактик, в момент рекомбинации не было (давление излучения мешало конденсации в-ва). Если бы на ранних стадиях развития Вселенной заметную роль играли процессы, сопровождающиеся значит. энерговыделением (аннигиляция пар и др.), то они исказили бы хар-р спектра Р. и., близкий к спектру излучения абсолютно чёрного тела. Обнаружение таких особенностей в спектре Р. и. позволило бы уточнить тепловую эволюцию Вселенной. В совр. эпоху Р. и. благодаря своей высокой плотности определяет время существования релятив. эл-нов и др. ч-ц космических лучей со сверхвысокими энергиями в межгалактич. пр-ве. Эл-ны, сталкиваясь с фотонами Р. и., отдают им энергию и тормозятся. Энергия реликтовых фотонов при этом возрастает во много раз (обратный Комптона эффект), и они могут попасть в рентг. диапазон. Таково, возможно, происхождение косм. фонового рентг. излучения. При столкновении с фотонами Р. и. протонов и ядер косм. лучей ядра расщепляются, а соударения с протонами приводят к рождению электрон-позитронных пар, p-мезонов и др. ч-ц. С этими процессами связывают практич. отсутствие в косм. лучах ч-ц с энергией ?1020 эрг, а также малое кол-во тяжёлых ядер. Эксперименты показали, что темп-ра Р. и. практически не зависит от направления наблюдения. Однако обнаружен эффект, связанный с движением Солнечной системы и Галактики относительно фона Р. и. Вследствие Доплера эффекта фотоны Р. и., летящие навстречу наблюдателю, кажутся более энергичными, чем догоняющие наблюдателя. На небесной сфере удалось выделить две диаметрально противоположные области, в к-рых отмечается относит. повышение и понижение темп-ры Р. и., вызванное движением Солнца относительно системы координат, связанной с Р. и. Оказалось, что Солнце движется со скоростью 390±60 км/с в направлении созвездия Льва. В связи с этим Р. и. можно рассматривать как своеобразную выделенную систему координат во Вселенной.
© «СловоТолк.Ру» — толковые и энциклопедические словари, 2007-2020