Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Реліктове випромінювання (від лат. relictum — залишок; також космічне мікрохвильове випромінювання від англ. cosmic microwave background radiation) — космічне електромагнітне випромінювання з високим ступенем ізотропності та спектром, характерним для абсолютно чорного тіла з температурою 2,725 Кельвіна.
| Реліктове випромінювання | |
 | |
| Назва | англ. cosmic microwave background |
|---|---|
| Першовідкривач або винахідник | Арно Аллан Пензіас і Роберт Вудро Вільсон |
| Дата відкриття (винаходу) | 20 травня 1964 |
| Місце відкриття | d |
| Червоне зміщення | 1090,51 ± 0,95[1] |
| Температура | 2,72548 ± 0,00057 K |
| Теоретично обґрунтував | Георгій Гамов |
 Реліктове випромінювання у Вікісховищі | |
Існування реліктового випромінювання теоретично передбачив Георгій Гамов у межах теорії Великого вибуху. Хоча сьогодні багато аспектів первинної теорії Великого вибуху переглянуто, однак аспекти, які стосуються реліктового випромінювання, залишилися без змін. Вважається, що реліктове випромінювання збереглося з початкових часів існування Всесвіту й рівномірно його заповнює. Експериментально його існування було підтверджено 1965 року. Поряд із космологічним червоним зсувом, реліктове випромінювання розглядається як один з головних доказів теорії Великого вибуху.
Термін реліктове випромінювання (рос. реликтовое излучение) запровадив радянський вчений-астрофізик Йосип Самуїлович Шкловський.
Природа випромінювання
Згідно з теорією Великого вибуху, початковий Всесвіт являв собою гарячу плазму, яка складалась з фотонів, електронів та баріонів. Завдяки комптонівському і томсонівському розсіюванню, фотони постійно взаємодіяли з іншими частинками плазми, зокрема шляхом пружних зіткнень та обміну енергією з ними. Таким чином, випромінювання перебувало у стані теплової рівноваги з речовиною, а його спектр відповідав спектру абсолютно чорного тіла.
Із розширенням Всесвіту космологічне червоне зміщення викликало охолодження плазми і на певному етапі для електронів стало енергетично вигідніше, з'єднавшись з протонами — ядрами водню та альфа-частинками — ядрами гелію, сформувати атоми. Цей процес називається рекомбінацією. Він відбувся за температури плазми 3000 К (через 400 000 років з початку охолодження плазми). З того часу фотони почали вільно пересуватися в просторі, майже не взаємодіючи з нейтральними атомами. Горизонт видимості, або сфера спостереження, яка відповідає цьому моменту, називається поверхнею останнього розсіювання. Це — найвіддаленіший об'єкт, який можна спостерігати в електромагнітному спектрі. У результаті подальшого охолодження за рахунок розширення Всесвіту, температура реліктового випромінювання знизилась і зараз становить близько 2,725 К.
У кожному кубічному сантиметрі простору міститься близько 500 реліктових фотонів. Максимальна інтенсивність випромінювання припадає на довжину хвилі 0,11 см.
Історія дослідження
- 1948 — реліктове випромінювання було передбачене Георгієм Гамовим, Ральфом Альфером та Робертом Германом на основі створеної ними першої теорії гарячого Всесвіту. Більше того, Альфер та Герман змогли встановити, що температура реліктового випромінювання має складати величину 5 К, а Гамов дав передбачення в 3 К. Хоча деякі оцінки температури простору існували і до того, проте вони мали суттєві недоліки. По-перше, це були вимірювання лише ефективної температури простору, припущення про те, що спектр випромінювання підпорядковується закону Планка не висувалося. По-друге, вони залежали від розташування Землі та Сонячної системи на краю Чумацького Шляху, і не висувалося припущення, що випромінювання однорідне та ізотропне. Вони б дали зовсім інші результати, якби Земля була розташована в іншому місці Всесвіту.
Результати Гамова не мали широкого обговорення в науковій періодиці. І тому їх було знову перевідкрито на початку 60-х років Робертом Діккі і Яковом Зельдовичем. 1964 року це підштовхнуло Девіда Тода Вілкінсона та Пітера Ролла, колег Діккі з Принстонського університету, до створення радіометра для виявлення реліктового випромінювання.
- 1965 року Арно Пензіас та Роберт Вудро Вільсон із Bell Telephone Laboratories в Голмделі (штат Нью-Джерсі) побудували радіометр, який вони хотіли застосувати для експериментів у галузі радіоастрономії та супутникових комунікацій. Під час калібрування приладу виявилося, що антена має надлишкову температуру 3,5 К (що відігравала роль «теплового шуму»), яку вони не могли пояснити. Отримавши дзвінок із Голмдела, Діккі влучно відзначив: «Ми зірвали куш, хлопці!». Зустріч між групами з Принстона та Голмдела визначила, що надлишкова температура антени була зумовлена в першу чергу реліктовим випромінюванням. 1978 року Пензіас та Вільсон отримали Нобелівську премію з фізики за це відкриття.
- 1983 року було здійснено перший експеримент [en] з вимірювання анізотропії реліктового випромінювання (з одного боку вона обумовлена рухом Сонця відносно нього, а з іншого — фундаментальною неоднорідністю Всесвіту в далекому минулому) з космічного апарату.
- 1989 — спектрофотометр дальнього інфрачервоного випромінювання (FIRAS), встановлений на супутнику НАСА Cosmic Background Explorer (COBE), виконав вимірювання спектру реліктового випромінювання. Ці величини стали найточнішими даними вимірювань спектру реліктового випромінювання, які підтвердили що воно має спектр абсолютно чорного тіла.
- 2001 — запущено космічний апарат WMAP, що вперше побудував детальну карту температурної анізотропії реліктового випромінювання.
- 2009 — запущено космічний апарат «Планк» що побудував ще точніші карти та виміряв поляризацію випромінювання. Фінальний датареліз колаборації вийшов в 2018 році.
Реліктове випромінювання ізотропне лише в одній системі координат. Якщо спостерігач рухається щодо цієї системи координат, внаслідок ефекта Доплера спостерігається анізотропія. За результатами спостережень з'ясовано, що наша Галактика рухається щодо зазначеної системи координат зі швидкістю близько 600 км/с у напрямку сузір'я Лева.
Див. також
Примітки
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0067-0049/180/2/225/pdf
- Шкловский И. С. (1987). . М.: Наука. Архів оригіналу за 18 квітня 2008. Процитовано 12 травня 2008.
- Реліктове випромінювання // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 399. — .
- Physics Today, 1950, No. 8, стр. 76
- Юрий Зайцев (16 листопада 2006). (рос.). МИА «Россия сегодня». Архів оригіналу за 7 грудня 2014. Процитовано 14 липня 2021.
Посилання
- Р. А. Сюняев. Микроволновое фоновое излучение (реликтовое излучение) [ 5 червня 2008 у Wayback Machine.]
- Астронет. Документы с ключевым словом: Реликтовое излучение. [ 28 лютого 2017 у Wayback Machine.]
- Реликтовое излучение. Энциклопедия «Кругосвет». [ 9 квітня 2008 у Wayback Machine.]
- The Physics of Microwave Background Anisotropies. [ 13 травня 2008 у Wayback Machine.]
- LAMBDA — Legacy Archive for Microwave Background Data Analysis. [ 9 травня 2008 у Wayback Machine.] NASA
- arXiv:1606.03375 - Martin Bucher - Status of CMB observations in 2015 [ 28 грудня 2016 у Wayback Machine.]
- arXiv:astro-ph/0109522 - Ruth Durrer - The theory of CMB anisotropies [ 28 грудня 2016 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Syudi perenapravlyayetsya zapit Poverhnya ostannogo rozsiyuvannya Na cyu temu potribna okrema stattya Reliktove viprominyuvannya vid lat relictum zalishok takozh kosmichne mikrohvilove viprominyuvannya vid angl cosmic microwave background radiation kosmichne elektromagnitne viprominyuvannya z visokim stupenem izotropnosti ta spektrom harakternim dlya absolyutno chornogo tila z temperaturoyu 2 725 Kelvina Reliktove viprominyuvannya Nazvaangl cosmic microwave background Pershovidkrivach abo vinahidnikArno Allan Penzias i Robert Vudro Vilson Data vidkrittya vinahodu 20 travnya 1964 Misce vidkrittyad Chervone zmishennya1090 51 0 95 1 Temperatura2 72548 0 00057 K Teoretichno obgruntuvavGeorgij Gamov Reliktove viprominyuvannya u Vikishovishi Isnuvannya reliktovogo viprominyuvannya teoretichno peredbachiv Georgij Gamov u mezhah teoriyi Velikogo vibuhu Hocha sogodni bagato aspektiv pervinnoyi teoriyi Velikogo vibuhu pereglyanuto odnak aspekti yaki stosuyutsya reliktovogo viprominyuvannya zalishilisya bez zmin Vvazhayetsya sho reliktove viprominyuvannya zbereglosya z pochatkovih chasiv isnuvannya Vsesvitu j rivnomirno jogo zapovnyuye Eksperimentalno jogo isnuvannya bulo pidtverdzheno 1965 roku Poryad iz kosmologichnim chervonim zsuvom reliktove viprominyuvannya rozglyadayetsya yak odin z golovnih dokaziv teoriyi Velikogo vibuhu Termin reliktove viprominyuvannya ros reliktovoe izluchenie zaprovadiv radyanskij vchenij astrofizik Josip Samuyilovich Shklovskij Priroda viprominyuvannyaZgidno z teoriyeyu Velikogo vibuhu pochatkovij Vsesvit yavlyav soboyu garyachu plazmu yaka skladalas z fotoniv elektroniv ta barioniv Zavdyaki komptonivskomu i tomsonivskomu rozsiyuvannyu fotoni postijno vzayemodiyali z inshimi chastinkami plazmi zokrema shlyahom pruzhnih zitknen ta obminu energiyeyu z nimi Takim chinom viprominyuvannya perebuvalo u stani teplovoyi rivnovagi z rechovinoyu a jogo spektr vidpovidav spektru absolyutno chornogo tila Iz rozshirennyam Vsesvitu kosmologichne chervone zmishennya viklikalo oholodzhennya plazmi i na pevnomu etapi dlya elektroniv stalo energetichno vigidnishe z yednavshis z protonami yadrami vodnyu ta alfa chastinkami yadrami geliyu sformuvati atomi Cej proces nazivayetsya rekombinaciyeyu Vin vidbuvsya za temperaturi plazmi 3000 K cherez 400 000 rokiv z pochatku oholodzhennya plazmi Z togo chasu fotoni pochali vilno peresuvatisya v prostori majzhe ne vzayemodiyuchi z nejtralnimi atomami Gorizont vidimosti abo sfera sposterezhennya yaka vidpovidaye comu momentu nazivayetsya poverhneyu ostannogo rozsiyuvannya Ce najviddalenishij ob yekt yakij mozhna sposterigati v elektromagnitnomu spektri U rezultati podalshogo oholodzhennya za rahunok rozshirennya Vsesvitu temperatura reliktovogo viprominyuvannya znizilas i zaraz stanovit blizko 2 725 K U kozhnomu kubichnomu santimetri prostoru mistitsya blizko 500 reliktovih fotoniv Maksimalna intensivnist viprominyuvannya pripadaye na dovzhinu hvili 0 11 sm Istoriya doslidzhennyaPorivnyannya rozdilnoyi zdatnosti riznih misij COME WMAP Plank dlya odniyeyi dilyanki neba 1948 reliktove viprominyuvannya bulo peredbachene Georgiyem Gamovim Ralfom Alferom ta Robertom Germanom na osnovi stvorenoyi nimi pershoyi teoriyi garyachogo Vsesvitu Bilshe togo Alfer ta German zmogli vstanoviti sho temperatura reliktovogo viprominyuvannya maye skladati velichinu 5 K a Gamov dav peredbachennya v 3 K Hocha deyaki ocinki temperaturi prostoru isnuvali i do togo prote voni mali suttyevi nedoliki Po pershe ce buli vimiryuvannya lishe efektivnoyi temperaturi prostoru pripushennya pro te sho spektr viprominyuvannya pidporyadkovuyetsya zakonu Planka ne visuvalosya Po druge voni zalezhali vid roztashuvannya Zemli ta Sonyachnoyi sistemi na krayu Chumackogo Shlyahu i ne visuvalosya pripushennya sho viprominyuvannya odnoridne ta izotropne Voni b dali zovsim inshi rezultati yakbi Zemlya bula roztashovana v inshomu misci Vsesvitu Rezultati Gamova ne mali shirokogo obgovorennya v naukovij periodici I tomu yih bulo znovu perevidkrito na pochatku 60 h rokiv Robertom Dikki i Yakovom Zeldovichem 1964 roku ce pidshtovhnulo Devida Toda Vilkinsona ta Pitera Rolla koleg Dikki z Prinstonskogo universitetu do stvorennya radiometra dlya viyavlennya reliktovogo viprominyuvannya 1965 roku Arno Penzias ta Robert Vudro Vilson iz Bell Telephone Laboratories v Golmdeli shtat Nyu Dzhersi pobuduvali radiometr yakij voni hotili zastosuvati dlya eksperimentiv u galuzi radioastronomiyi ta suputnikovih komunikacij Pid chas kalibruvannya priladu viyavilosya sho antena maye nadlishkovu temperaturu 3 5 K sho vidigravala rol teplovogo shumu yaku voni ne mogli poyasniti Otrimavshi dzvinok iz Golmdela Dikki vluchno vidznachiv Mi zirvali kush hlopci Zustrich mizh grupami z Prinstona ta Golmdela viznachila sho nadlishkova temperatura anteni bula zumovlena v pershu chergu reliktovim viprominyuvannyam 1978 roku Penzias ta Vilson otrimali Nobelivsku premiyu z fiziki za ce vidkrittya 1983 roku bulo zdijsneno pershij eksperiment en z vimiryuvannya anizotropiyi reliktovogo viprominyuvannya z odnogo boku vona obumovlena ruhom Soncya vidnosno nogo a z inshogo fundamentalnoyu neodnoridnistyu Vsesvitu v dalekomu minulomu z kosmichnogo aparatu 1989 spektrofotometr dalnogo infrachervonogo viprominyuvannya FIRAS vstanovlenij na suputniku NASA Cosmic Background Explorer COBE vikonav vimiryuvannya spektru reliktovogo viprominyuvannya Ci velichini stali najtochnishimi danimi vimiryuvan spektru reliktovogo viprominyuvannya yaki pidtverdili sho vono maye spektr absolyutno chornogo tila 2001 zapusheno kosmichnij aparat WMAP sho vpershe pobuduvav detalnu kartu temperaturnoyi anizotropiyi reliktovogo viprominyuvannya 2009 zapusheno kosmichnij aparat Plank sho pobuduvav she tochnishi karti ta vimiryav polyarizaciyu viprominyuvannya Finalnij datareliz kolaboraciyi vijshov v 2018 roci Reliktove viprominyuvannya izotropne lishe v odnij sistemi koordinat Yaksho sposterigach ruhayetsya shodo ciyeyi sistemi koordinat vnaslidok efekta Doplera sposterigayetsya anizotropiya Za rezultatami sposterezhen z yasovano sho nasha Galaktika ruhayetsya shodo zaznachenoyi sistemi koordinat zi shvidkistyu blizko 600 km s u napryamku suzir ya Leva Div takozhTeoriya Velikogo vibuhu Teoriya Garyachogo Vsesvitu Nejtrinne reliktove viprominyuvannyaPrimitkihttps iopscience iop org article 10 1088 0067 0049 180 2 225 pdf Shklovskij I S 1987 M Nauka Arhiv originalu za 18 kvitnya 2008 Procitovano 12 travnya 2008 Reliktove viprominyuvannya Astronomichnij enciklopedichnij slovnik za zag red I A Klimishina ta A O Korsun Lviv Golov astronom observatoriya NAN Ukrayini Lviv nac un t im Ivana Franka 2003 S 399 ISBN 966 613 263 X Physics Today 1950 No 8 str 76 Yurij Zajcev 16 listopada 2006 ros MIA Rossiya segodnya Arhiv originalu za 7 grudnya 2014 Procitovano 14 lipnya 2021 PosilannyaR A Syunyaev Mikrovolnovoe fonovoe izluchenie reliktovoe izluchenie 5 chervnya 2008 u Wayback Machine Astronet Dokumenty s klyuchevym slovom Reliktovoe izluchenie 28 lyutogo 2017 u Wayback Machine Reliktovoe izluchenie Enciklopediya Krugosvet 9 kvitnya 2008 u Wayback Machine The Physics of Microwave Background Anisotropies 13 travnya 2008 u Wayback Machine LAMBDA Legacy Archive for Microwave Background Data Analysis 9 travnya 2008 u Wayback Machine NASA arXiv 1606 03375 Martin Bucher Status of CMB observations in 2015 28 grudnya 2016 u Wayback Machine arXiv astro ph 0109522 Ruth Durrer The theory of CMB anisotropies 28 grudnya 2016 u Wayback Machine