Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Relikty Bol'shogo Vzryva
9.06.2001 9:37 | scientific.ru

Nedavno opublikovany (Netterfield i dr. astro-ph/0104460) poslednie rezul'taty obrabotki eksperimenta BOOMERanG, dayushih spektr fluktuacii reliktovogo izlucheniya Vselennoi v masshtabah ot 5 gradusov do 10 minut dugi.

Nazvanie BOOMERanG - eto abbreviatura ot Balloon Observations of Millimetric Extragalactic Radiation and Geophysics. Teleskop BOOMERanG byl pervyi raz zapushen 29 dekabrya 1998 g. v Antarktide, dostig vysoty okolo 39 km i za 10 s lishnim sutok nablyudenii sobral cenneishuyu informaciyu o relikte v chetyreh polosah ot 79 do 419 GGc s pomosh'yu zerkala diametrom 1.2 m. Eti dannye, kak i drugie (sm. nedavnyuyu zametku K.A.Postnova v Astronete , i na scientific.ru ) - mozhno rassmatrivat' kak eshe odin argument v pol'zu modeli inflyacionnoi, t.e. razduvayusheisya goryachei Vselennoi.

Inflyaciyu predlozhil A.Gut (Alan Guth) 20 let nazad - a ryad idei, ispol'zovannyh v ego rabote, eshe ran'she vydvinuli E.B.Gliner i I.G.Dymnikova (Pis'ma v AZh, t.1, No.5, s.7-9, 1975) - chtoby ob'yasnit' odnorodnost' Vselennoi v bol'shih masshtabah, bol'shoe chislo fotonov otnositel'no barionov (vysokuyu entropiyu) i spektr nachal'nyh vozmushenii plotnosti, kotorye zatem vyrosli i dali obrazovanie galaktik i ih skoplenii.

Reliktovoe izluchenie prihodit k nam ot epohi primerno
500 tys.let posle Bol'shogo Vzryva, kogda pri temperature okolo 3000 K proizoshla rekombinaciya pervichnoi plazmy i veshestvo stalo prozrachnym dlya izlucheniya. Iz-za krasnogo smesheniya z ~ 1000 my teper' vidim teplovoe izluchenie s temperaturoi 2.7 K - snizhennoi v 1+z raz. "Goryachie" i "holodnye" pyatna na etom reliktovom fone pryamo govoryat nam ob usloviyah v plazme v epohu rekombinacii. Kavychki zdes' postavleny potomu, chto amplitudy vozmushenii temperatury sovsem nichtozhny - oni sostavlyayut vsego lish' neskol'ko desyatkov mikroKel'vinov na odnorodnom fone 2.7 K reliktovogo izlucheniya. Poetomu i izmerit' takie variacii ochen' nelegko.

Na risunke pokazan tak nazyvaemyi spektr moshnosti, po dannym BOOMERANG'a - t.e. kvadrat amplitudy vozmusheniya temperatury v zavisimosti ot nomera sfericheskoi garmoniki l . Brosaetsya v glaza pik pri l okolo 200, chto daet uglovoi razmer pyaten primerno 1 gradus. Etot razmer vydelen tem, chto sootvetstvuet fizicheskomu rasstoyaniyu, kotoroe svet prohodit za vremya ot Bol'shogo Vzryva do rekombinacii t₁=500 tys.let, t.e. pyatna b'ol'shih razmerov uzhe ne mogli vliyat' drug na druga v epohu rekombinacii.

Kazalos' by, uglovoi razmer v radianah dlya pyatna my poluchim, esli podelim t₁ na to vremya, chto svet letit do nas, t.e. pochti na vozrast Vselennoi t₀, primerno 15 mlrd. let. Odnako otnoshenie t₁/t₀ dast ugol v radianah, gorazdo men'shii, chem 1 gradus.

V chem oshibka etogo rassuzhdeniya? Ono zabyvaet, chto v moment t₁ lineinye razmery lyuboi dugi bol'shogo kruga, kotoruyu my seichas vidim byli v 1+z~ 1000 raz men'she, chem seichas. T.e. ugol dlya goryachego pyatna raven primerno (t₁/t₀)(1+z) v ploskoi Vselennoi. To, chto pervyi pik sootvetstvuet uglu v 1 gradus, kak raz govorit, chto Vselennaya ploskaya, po dannym BOOMERANG'a parametr W = 1.03 s oshibkoi +/-0.06.

Na risunke vidny takzhe vtoroi i tretii pik v spektre uglovyh vozmushenii reliktovogo fona. Eto govorit o korrelyacii nachal'nyh fluktuacii, kotoruyu i predskazyvaet model' inflyacionnoi Vselennoi. Vprochem sm. novost' I.Ivanova na scientific.ru.

Rezul'taty BOOMERanG'a podtverzhdayutsya nablyudeniyami na drugom zonde Millimeter Anisotropy Experiment Imaging Array (MAXIMA), letavshem nad Tehasom v 1998 g., i na Degree Angular Scale Interferometer (DASI) - nazemnom instrumente na Yuzhnom polyuse.

Iz dannyh DASI (po otnositel'noi amplitude dvuh pervyh pikov) sleduet, chto tol'ko 4.5% massy i energii Vselennoi soderzhitsya v barionah. Eto soglasuetsya s BOOMERanG'om - on daet dolyu barionov 0.07 +/- 0.03. Osnovnaya massa soderzhitsya v Temnoi Materii i Temnoi Energii.

Novaya rabota provoditsya po analizu vtorogo poleta zonda MAXIMA v 1999 g., a eshe odin polet BOOMERanG'a seichas planiruetsya. Skoro reliktovoe izluchenie nachnet nablyudat' novyi kosmicheskii apparat - Microwave Anisotropy Probe (MAP), s chuvstvitel'nost'yu k fluktuaciyam do odnogo mikroKel'vina, iz lagranzhevoi tochki L2 sistemy Solnce-Zemlya v 1.5 mln. km ot Zemli. MAP dolzhen byt' zapushen s mysa Kanaveral 30-go iyunya.

S.Blinnikov

Po materialam citirovannyh rabot i www.spaceflightnow.com

Publikacii s klyuchevymi slovami: Kosmologiya - Reliktovoe izluchenie Publikacii so slovami: Kosmologiya - Reliktovoe izluchenie
Sm. takzhe: Dipol' reliktovogo izlucheniya: polet skvoz' Vselennuyu Razlozhenie dalekogo sveta Karta reliktovogo izlucheniya ot "Planka" Formirovanie galaktik v magnitnoi Vselennoi Gaz v skoplenii galaktik sozdaet dyru v reliktovom izluchenii "Effekty" Zel'dovicha, zapechatlennye na nashem nebe Sverhnovaya 1994D i neozhidannaya Vselennaya Vse publikacii na tu zhe temu >>