Включите старый ламповый телевизор и настройте его на пустой канал — экран тут же заполнится черно-белыми помехами, а из динамиков польется неприятное шипение. Кажется, просто технический шум? На самом деле среди этого хаоса скрывается одна из величайших тайн космоса: около 1% помех — это эхо рождения самой Вселенной, которое начало свое путешествие вскоре после Большого взрыва.
Послание из прошлого
Реликтовое излучение — это своеобразная «фотография» младенческой Вселенной, сделанная спустя всего 380 000 лет после ее рождения. Чтобы понять его природу, совершим мысленное путешествие в прошлое. В очень далекое прошлое.
Примерно 13,8 миллиарда лет назад вся наша Вселенная была сжата в точку размером меньше атома. Затем произошел Большой взрыв — хотя это не был взрыв в привычном понимании. Никто не швырял космические бомбы в пустоте. Само пространство начало расширяться с невообразимой скоростью — за долю секунды Вселенная увеличилась в размерах в триллионы триллионов раз.
В первые мгновения Вселенная представляла собой невообразимо горячую и плотную плазму из элементарных частиц. Температура достигала триллионов градусов — настолько жарко, что даже фотоны (частицы света) не могли свободно путешествовать. Они, пытаясь пробиться сквозь эту пелену, постоянно сталкивались с заряженными частицами.
Момент просветления
По мере расширения Вселенная остывала. И вот, спустя 380 000 лет после Большого взрыва, произошло нечто удивительное: температура упала до 3 000 градусов Цельсия — достаточно для того, чтобы электроны впервые смогли соединиться с протонами, образовав атомы водорода.
Это событие ученые называют рекомбинацией или моментом последнего рассеяния. Внезапно Вселенная стала прозрачной! Фотоны получили свободу и начали беспрепятственно путешествовать по пространству-времени. Именно эти древние фотоны сегодня и составляют то, что мы называем реликтовым излучением.
Но почему это излучение сейчас такое холодное? За миллиарды лет расширения Вселенной длины волн этих фотонов растянулись вместе с пространством. То, что когда-то было горячим видимым светом, превратилось в микроволновое излучение с температурой всего 2,7 Кельвина (-270,45 градуса Цельсия).
Это излучение заполняет всю Вселенную. Куда бы мы ни посмотрели — на север или юг, вверх или вниз — везде мы видим этот слабый радиошум, доносящийся из космических глубин.
Случайное открытие века
Удивительно, но реликтовое излучение было открыто совершенно случайно. В 1965 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон, американские радиоастрономы из Bell Labs в Холмделе (штат Нью-Джерси), пытались избавиться от загадочного шума в своей антенне. Они чистили оборудование, выгоняли голубей, но шум не исчезал. И только потом до них дошло: они услышали голос самой Вселенной.
Это открытие принесло ученым Нобелевскую премию и подтвердило теорию Большого взрыва. Реликтовое излучение стало ключом к пониманию происхождения и эволюции Вселенной. Изучая крошечные неоднородности в этом излучении, ученые восстанавливают историю формирования звезд, галактик и сложных космических структур.
Читайте также: Большой взрыв против «уставшего света»: битва космологических моделей.
