04 декември 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Ехото от Големия взрив

| На този ден 01 юни 23930
Пензиас и Уилсън стоят на 15-метровата антена Holmdel Horn, която донесе най-забележителното им откритие. Кредит: Wikimedia Commons

На 1 юни, 1965 г. Арно Пензиас и Робърт Удроу Уилсън от телефонната лаборатория "Бел" откриват с радио антена в Холмдейл 3-градусов (по Келвин) радиационен фон, който се оказа остатък от Големия взрив.

Това откритие, както повечето в съвременната физика е предсказано - още през 1948 г. Джордж Гамов, Ралф Алфър и Робърт Херман, въз основа на създадената от тях теория за горещия Голям взрив. Нещо повече, Алфер и Херман успяват да установят, че температурата на реликтовото лъчение трябва да бъде 5 K, а Гамов дава прогноза от 3 K.

Резултатите на Гамов не са много обсъждани, но са получени отново от Робърт Дике и Яков Зелдович в началото на 60-те години.

Това кара Дейвид Тод Уилкинсън и Питър Рол, колеги на Дике от Университета в Принстън, да създадат радиометъра на Дике за измерване на  космическо миквълново фоново лъчение (cosmic microwave background - CMB).

Арно Пензиас (Arno Penzias) и Робърт Удроу Уилсън (Robert Woodrow Wilson) правят откритието си случайно с изграден от тях инструмент, подобен на радиометъра на Дике, който те възнамеряват да използват не за търсене на реликтово лъчение, а за експерименти в радиоастрономията и сателитните комуникации. При калибриране на настройката се оказа, че антената има излишна шумова температура от 3,5 K, която те не могат да обяснят. След като получава обаждане от Холмдейл, Дике с шега отбелязва: "Момчета, те ни изпревариха!". След съвместно обсъждане екипите от Принстън и Холмдейл стигат до заключението, че тази температура на антената е причинена от CMB. През 1978 г. Пензиас и Уилсън получават Нобелова награда за откритието си.

Това излъчване се състои от фотони и дава моментна снимка на Вселената, когато според стандартната космология температурата спада достатъчно, за да позволи електрони и протони да образуват водородни атоми и хелиеви ядра (този процес се нарича рекомбинация), което прави Вселената почти прозрачна за радиацията, защото светлината вече не се разсейва от свободните електрони.

Това се случва около 380 000 години след Големия взрив, самият Голям взрив възниква преди 13,8 милиарда години и оттогава същите фотони достигат Земята, прелитайки безпрепятствено през Вселената.

Поради разширяването на Вселената фотоните са се охладили значително. По времето на последното разсейване от периода на рекомбинация тяхната температура е била 3000 K, сега са изстинали 1100 пъти до 2.72548 ± 0.00057 К, т.е. малко над абсолютната нула.

Интересен въпрос, с който може да блеснете сред приятели е: каква е плътността на излъчването в момента, колко фотони от този Голям взрив все още има средно?

Този отговор се знае точно: 411 фотона на см³ или енергийна плътност от 0.25 eV / cm³, което е 4.005 × 10 ^ 14 J / m³.

А тъй като се движат със скоростта на светлината, това означава, че приблизително 10 трилиона фотона на секунда се сблъскват с всеки квадратен сантиметър.

Когато имаше аналогова телевизия, която вече е напълно изчезнала в дигиталната ера, понякога, когато нямаше предаване, можеше да се види „шум” („снежинки”) на телевизионния екран. В този шум имаше и фотони от Големия взрив, около 1% от този шум се образуваше от фотоните на CMB, както се нарича английското съкращение на космическото излъчване.

Всъщност този досаден "шум" доведе до първото откриване на космическия микровълнов фон през 1965 г., когато Пензиас и Уилсън се опитват всячески да го изчистят от радиометъра Dicke за Bell Telephone Laboratories. И след като неуспяват, те най-накрая разбират, че сигналът не е "шум", а фотоните от Големия взрив. Пензиас и Уилсън споделят Нобеловата награда за физика за това откритие през 1978 г., а оттогава CMB се изследва като начин да научим повече за началото на Вселената.

А някога можеше да видим по телевизията сигнал от Големия взрив. Сега това вече не е възможно. Прогресът има своите недостатъци.

Източници:

Cosmic microwave background, Wikipedia

Ask Ethan: When Do Black Holes Become Unstable?, Starts with a Bang

The Switch to Digital Switches off Big Bang TV Signal, Universe Today.


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Какво е социална екология?
03 декември 2021 в 12:45
Какво е социална екология?
Какво е социална екология?
03 декември 2021 в 12:45
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.