Многие вероятно слышали о том, что теория Большого Взрыва была экспериментально доказана путем обнаружения так называемого реликтового излучения, но не все понимают что это такое и почему открытие реликтового излучения доказывает теорию Большого Взрыва.
Реликтовое излучение или как пишут в англоязычных источниках космическое фоновое излучение (cosmic background radiation) - это самый первый свет, который начал распространяться по вселенной, это свечение раскаленной плазмы, из которой состояла вселенная на начальных этапах своего существования.
Давайте рассмотрим ранние этапы развития вселенной, так как их видит теория большого взрыва.
В начале своего существования вся вселенная была сжата до микроскопической точки с нулевым радиусом и бесконечной кривизной пространства (сингулярность) и во время события, которое назвали Большим Взрывом она начала расширение. В этот момент вселенная была крайне плотной и невероятно горячей, по сути в первые мгновенья после большого взрыва вселенная представляла собой бурлящий котел из высокотемпературной кварк-глюонной плазмы. Температура была столь высока, что даже отдельные атомы и элементарные частицы такие как протоны и электроны не могли сформироваться. Через некоторое время произошло образование барионов, т.е. привычных нам элементарных частиц: протонов, электронов, нейтронов и т.д. Через несколько сот тысяч лет вселенная расширилась и остыла настолько, что стало возможным существование атомов первых химических веществ - водорода и гелия. Затем в течении миллионов лет известных как темные века газ во вселенной начал коллапсировать под собственным весом и начали формироваться первые звезды, галактики и т.д. и так до нашего времени.
И вот однажды в 1948-м году над этой картиной истории вселенной размышлял американский физик русского происхождения Георгий Гамов и он пришел к выводу, что в момент, когда из барионов образовались атомы водорода и гелия (рекомбинация материи) вселенная должна была стать прозрачной для электромагнитного излучения. Это излучение испускалось всем веществом вселенной, одновременно во все стороны.
Если теории о том, что пространство вселенной бесконечно или безгранично (что не одно и то же, но об этом в другой раз), верны, то мы должны постоянно наблюдать это излучение, которое будет доходить до нас от все более отдаленных частей вселенной. Гамов рассчитал и предполагаемую температуру этого излучения - в пределах от 3 до 5 К. На тот момент работа Гамова была сугубо теоретической и не вызвала большого интереса среди ученых.
Много позже в 1965-м году американские физики Арно Пензиас и Роберт Уилсон проводили работы по калибровке гигантской параболической антенны предназначенной для приема спутниковых сигналов. У них возникла проблема - антенна регистрировала больший уровень помех, чем ожидалось. Причем помехи эти были всегда, в каком бы направлении не была направлена антенна. После того, как Пензиас и Уилосн исключили все возможные источники помех (включая помет и гнезда голубей расположившихся внутри антенны) они пришли к выводу о том, что источник этих помех в глубоком космосе.
Приблизительно тогда же другие физики Роберт Дик и Джемйс Пиблз планировали серию экспериментов по поиску предсказанного Гамовым свечения ранней вселенной. Чисто случайно информация об этих экспериментах попала на глаза Пензиасу и Уилсону и они осознали, что они уже обнаружили это свечение и тем самым теория Большого Взрыва получила блестящее экспериментальное подтверждение! Важность этого открытия сложно переоценить. Наряду с открытием расширения Вселенной сделанным Эдвином Хабблом и теорией относительности открытой Эйнштейном это одно из самых выдающихся научных достижений 20-го века. За него в 1978-м году Пензиас и Уилсон получили Нобелевскую премию.
До этого теория Большого Взрыва считалась отнюдь не бесспорной и наравне с ней всерьез рассматривали теорию "холодной вселенной", однако наличие реликтового излучения никак не укладывалось в эту теорию и прекрасно не только объяснялось но и было предсказано теорией большого взрыва.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.