РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ электромагнитное
излучение, заполняющее наблюдаемую часть Вселенной. 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 темп-рой
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 осн. составляющей яркости неба в дециметровом,
сантиметровом, миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах (рис.). Р. и.
определяет плотность энергии электромагнитного излучения во Вселенной -
ок. 0,25 эв/см³, и плотность числа фотонов во Вселенной
- ок. 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 к-рой Вселенная на ранних стадиях расширения характеризовалась
не только высокой плотностью, но и высокой темп-рой, достаточной для протекания
ядерных реакций синтеза лёгких элементов. При высокой темп-ре плазма находилась
в термодинамич. равновесии с излучением. В ходе последующего расширения
Вселенной темп-pa вещества и излучения падала по адиабатич. закону, происходила
рекомбинация протонов и электронов, и равновесие между веществом и излучением
нарушилось. Однако тепловое излучение сохранилось до совр. эпохи и наблюдается
в виде Р. и.

Спектр реликтового излучения. Сплошная
кривая - спектр излучения абсолютно чёрного тела с температурой 2,7 К.

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 флуктуации
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 совр. эпоху. Так, Р. и. определяет время
жизни релятивистских электронов и космич. лучей сверхвысоких энергий в
межгалактич. 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 я-мезонов, протоны быстро теряют энергию. Столкновения
фотонов с ядрами космич. лучей при определённых условиях приводят к расщеплению
ядер. Р. и. влияет на заселённость нижних энергетич. 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.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я