Әлемнің сәуле шығару спектрі

Бұл сәулелену спектрін талдау оның толқын ұзындығына тәуелділігі Планк формуласымен сипатталатын салқындатылған қара дененің сәулеленуінің эксперименталды тәуелділігіне ұқсас екенін көрсетті. Сондықтан үлкен жарылыс деп аталғаннан кейін реликтік сәулеленудің ғаламның суыту процесіне қатыстылығы дәлелденген факт деп танылды.

Алайда, 2004 жылы бұл факт жоққа шығарылды. Реликтік сәулелену спектрінің жаңа талдауы оның көзі әлемнің жұлдыздарында үздіксіз жүретін және үлкен жарылысқа ешқандай қатысы жоқ сутегі атомдарын синтездеу және салқындату процесі болып табылатынын көрсетті.

2006 ж. Нобель комитеті осы сәуленің табиғатын қате түсіндіруді күшінде қалдыра отырып, реликтік сәулелену туралы қосымша эксперименттік ақпарат үшін екінші сыйлық берді. Бұл бізге осы сәуленің ойдан шығарылған көзі емес, нақты дәлелдеме беретін реликтік сәулеленудің егжей-тегжейлі талдауын жариялауға түрткі болды. Қазір біз әлемнің басқа сәуле шығару максимумдарының шынайы табиғатын білеміз (сурет. 1, В және С нүктелері) инфрақызыл көздермен қалыптасады деп саналады.

1. Реликтік сәуле шығару

Реликтік сәулелену деп саналады (сурет. 1, ең көп нүктеде А) 10 миллиард жыл бұрын «үлкен жарылыс»нәтижесінде дүниеге келді. Орташа аянан жоғары реликтік сәулелену қарқындылығы анықталмаған. Фондық шамадан реликтік сәулелену тығыздығының азаюы байқалады және ол реликтік сәулелену анизотропиясы деп аталады. Ол 0,001% деңгейінде табылған және «Үлкен жарылыстан»кейін 300 мың жылдан кейін сутегі рекомбинация дәуірінің бар болуымен түсіндіріледі. Бұл дәуір, астрофизиканың пайымдауынша, қазіргі күнге дейін сақталған сәуле шығару спектрінде біркелкі емес» қатып қалды».

Қазіргі білім деңгейі ғаламның кеңістігі шексіз, ал ондағы материалдық әлем түпкі және біз оның орталығына жақын орналасқандығы туралы гипотезаны қалыптастыруға мүмкіндік береді.

Ғылыми ақпарат-түрлі мамандықтар мен ұрпақтардың ұжымдық ғылыми шығармашылығының өнімі. Сұраққа жауап беру үшін: ақырғы әлем немесе шексіз, әр түрлі ғылыми пәндердің білім жиынтығына ие болу ғана емес, сонымен қатар оларды жүйелі түрде талдай білу қажет. Жүйелік талдаудың бірінші және ең басты принципі-қойылған сұраққа жауап қалыптастыратын, шындыққа сәйкес келетін немесе оған жақын басты факторларды анықтау.

Қойылған сұраққа жауаптың тұжырымдалуын бастауға мүмкіндік беретін бірінші және ең басты фактор әлемдегі химиялық элементтердің сандық бөлінуі болып табылады. Бұл бөлуді тағы да атап өтеміз. Сутегі әлемнің ең көп саны – ең жеңіл және ең бірінші химиялық элемент. Оның 73%, 24% — гелия және 3% — барлық басқа химиялық элементтер. Осы ақпарат аясында ғаламның ауқымында біздің ағзаларымыздағы химиялық элементтердің саны нөлге жақын. Және де, біз бар және бізді қоршаған әлемді тануға тырысамыз. Бізде кеңістіктің физикалық мәні туралы алғашқы түсінік қалыптасты және Біз онда бар екенін білеміз. Біздің білім деңгейіміз бос кеңістікті ұсынуға мүмкіндік береді. Біз оны химиялық элементтер мен олардың элементар бөлшектері жоқ жағдаймен теңдестіреміз. Осыған байланысты табиғи сұрақ туындайды: әлемде химиялық элементтер мен олардың элементар бөлшектері жоқ кеңістіктің Бос аймақтары бар ма?

Қазірдің өзінде қойылған сұраққа жауап іздеуді бастауға мүмкіндік беретін тәжірибелік нәтижелер бар. Бұл іздестірудің жемісті болуы әлемнің сәулеленуінің заңдылықтары көрсетілген эксперименталды фактінің дұрыс түсіндірілуіне байланысты.

Электрмагниттік сәулеленудің барлық диапазондары 24 ретті құрайды. Жарық сәулесінің диапазоны бір ретті кем және оның толқын ұзындығы дейін өзгереді . Әлемнің ең жоғары сәулелену толқынының ұзындығы миллиметрге жуық көрсетті. Ол абсолютті нөлге жақын температураға сәйкес келеді және реликті сәуле деп аталады (сурет. 1).

Бізге материалдық әлем шардың нысаны бар ғаламның бөлігінде ғана таралған деп пайымдауға мүмкіндік беретін эксперименттік ақпарат бар. Осы аймақтан тыс жерлерде материалдық әлем жоқ. Материалдық бөлшектер жоқ, біз кеңістіктің қалған аймағын бос деп санаймыз.

Сипатталған гипотезаның дұрыстығын растау үшін тәжірибелік ақпарат жақында алынған. Ол 0,001% деңгейінде біз белгілеген реликтілік сәулеленудің анизотропиясынан шыққан жөн. Бұл назар аудармайтын болмашы шама. Алайда, егер астрофизиктер Жарық жылдарындағы жұлдыздармен Сәулеленген фотондарды қабылдайтынын ескерсек, бұл фактінің маңыздылығы артады. Жарық жылдарының қашықтығы қашықтыққа тең. Осындай радиусы бар сфераның бетіндегі терезенің шамасы оның бетінің 0,001% тең шаршы километрді құрайды. Сондықтан физикалық мағынасы туралы ойлауға мағынасы бар 0,001% анизотропия реликті сәулелену. Ол көрсетілген терезеден тыс химиялық элементтердің болмауын білдіреді,өйткені олар-фотондардың жалғыз сәулелену көздері. Осыдан 0,001% – ға тең реликті сәулеленудің анизотропиясы-материалдық әлем кеңістігіндегі шектеулердің салдары. Бұл анизотропияның біркелкілігі – бұл сәуле көзі-галактика бар кеңістік аймағының сфералық салдары. Осы фактіні осы сәуле шығару қабылдағышының (біздің жеріміздің) әлемнің материалдық әлем орталығына жақын орналасуы ретінде түсіндіруге болады.

Келесі маңызды факт — бұл сәулелену қабылдағышынан барлық бағыттардағы ең жоғары сәулелену біркелкілігі. Ол сондай-ақ бұл сәулелену көздері сфералық шектеуі бар кеңістікте орналасқанын куәландырады.

Астрофизика және астрономдар ғаламның галактикаларының көптігі бар. Олардың көпшілігі осы аймақтан тыс материалдық әлем жоқ деп болжауға негіз береді Жұлдызсыз аймақтар бар, және анизотропия реликті сәулелену осы фактіні растайды.

Әлемнің сипатталған бейнесі онда бірде-бір химиялық элемент болмаған кезде және мынадай сұрақ туындайды: әлемнің химиялық элементтері қайдан пайда болды? Әрине, біз бірден үлкен жарылыс идеясын қабылдамаймыз – онда әлемнің және материалдық әлемнің қалыптасу көзі ретінде. Барлық кеңістікті біркелкі толтыратын және эфир деп аталатын субстанциядан элементарлық бөлшектердің туылу гипотезасының шындыққа жақын. Бұл гипотезаның мәнін талдамас бұрын плазма температурасының қалыптасу процесін қарастырамыз.