Салаты съедены, икра на исходе, относительная концентрация шампанского в крови достигла номинальных значений. Все это означает только одно: есть короткий промежуток времени для продолжения #ликбеза — до того как будут нарезаны новые салаты, а кровь вновь станет игристо пузыриться.
В прошлый раз мы узнали о том, что Вселенная расширяется: наблюдательно, это установил дядя Хаббл по наблюдениям других галактик, а математически это следовало из решения уравнений Эйнштейна (основа общей теории относительности), найденных российским/советским математиком Александром Фридманном. Из этого следует, что когда-то очень давно объем Вселенной был очень маленький, а плотность и температура, соответственно, очень большие. Американские физики Ральф Альфер и Робер Герман (а также русско-советско-американский Георгий «Джордж» Гамов) в конце 40-х гг «решили отмотать время назад», рассмотрев раннюю фазу эволюции и предсказали кое-что фундаментальное — «реликтовое» излучение (cosmic microwave background — CMB).
В какой-то момент плотность и температура должны были бы быть настолько большими, что «нормальные» в нашем понимании атомы не могли бы существовать — все должно было бы находиться в состоянии «бульона» из плазмы (протоны, нейтроны, электроны) и фотонов. Последние постоянно поглощались и переизлучались внутри этой плазмы — все излучение во Вселенной постоянно «сталкивалось» с частицами материи, обмениваясь с ними энергией, не имея возможности свободно лететь сквозь пространство.
Однако, «ничто не вечно под Луной». Вселенная продолжила расширяться и в определенный момент времени температура/плотность Вселенной снизились достаточно для того, чтобы это излучение впервые в истории Вселенной смогло излучиться и свободно уйти в свободный полет по пространству, став тем, что мы сегодня и называем «реликтовым излучением». Это самый первый свет во Вселенной, который мы можем наблюдать. «Родилось» оно когда Вселенной было всего лишь порядка 400,000 лет.
Альфер и Герман впервые предсказали, что это излучение должно было бы соответствовать излучению аболютно черного тела (то есть зависеть только от температуры). Они также посчитали что из-за расширения Вселенной, его «температура» в нашей время была бы всего примерно 5 градусов Кельвина и находиться в микроволновой части спектра.
Ну, предсказали и предсказали. Мало ли всяких теоретических работ.. Закинули на полку и «забыли» на 10-15 лет.. В начале 60-х гг все это даже «переоткрыли», но более точно (в Дикке, Новиков с Дорошквичем, Зельдович так или иначе приложили к этому руку). Новиков с Дорошкевичем даже указали существовавший на тот момент инструмент (антенна компании Bell в Нью-Джерси!), с помощью которого нужно было искать это излученеи. Но, их работа осталась также незамеченной..
В 1964 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон работали над детесктированием радиоволн от специальных атмосферных зондов с помощью антенны компании Bell в Нью-Джерси. Для своей работы им нужно было разобраться со всеми источниками шума. Однако, после обработки данных, все равно оставался абсолютно «неудаляемый» сигнал, приходящий со всего неба с температурой 3.5К. Они даже почистили антену от голубиного помета на случай если это поможет. Не помогло. Удивительно, но совсем рядом в Пристоне астрофизики Дикке, Пиблз и Уилкинсон готовились сами искать «реликтовое излучение», как вдруг через общего друга получили новость о «проблемах» Пензиаса и Уилсона. В итоге команды посовещались и пришли к выводу, что «проблема» — это ничто иное, как предсказанное 15 лет назад «реликтовое излучение» ранней Вселенной. За его открытие Пензиас и Уилсон получили Нобелевскую премию в 1978 году. Открытие CMB забило недежный гвоздь в крышку гроба модели стационарной Вселенной.
Дальше, начиная с 90-х было 4 космических миссии по исследованию CMB (на картинке — результаты телескопа им. Планка), которые дали нам гигантское количество информации о ранней (и не очень) Вселенной. Но об этом в следующий раз, сразу после очередной порции оливье..