Космическое микроволновое фоновое излучение – это свет: самый старый и самый далёкий свет, который мы можем увидеть в любой точке Вселенной. Это излучение появилось вскоре после Большого взрыва – который считается началом Вселенной.
Однако излучение состоит не из того света, который вы или я можем увидеть невооружённым глазом. Диапазон света, который мы можем видеть, называется видимым светом, но существуют и другие диапазоны света. Например, микроволны, или рентгеновские лучи, которые мы используем для проверки состояния костей, или радиоволны, которые позволяют нам слушать музыку в машине.
Изначально реликтовое излучение было очень энергичным рентгеновским излучением. Со временем оно потеряло энергию и превратилось в микроволны с меньшей энергией.
Реликтовое излучение – это свет, путешествующий в космосе от начала Вселенной. В то время Вселенная была очень горячей и плотной и была полна частиц, называемых электронами и протонами. Эти частицы имеют электрический заряд, и когда свет достигал одной из частиц, электрический заряд отклонял свет в другом направлении, что мешало ему путешествовать на значительные расстояния.
Охлаждение
Однако со временем Вселенная расширилась и остыла. В конце концов, когда Вселенная стала достаточно прохладной, электроны и протоны начали связываться вместе и образовывать атомы водорода. Эти атомы не имеют электрического заряда, поэтому они не влияют на направление движения света так, как это делали электроны и протоны. Свет мог проходить сквозь атомы и дальше через Вселенную, как если бы она была совершенно пустой.
Вселенная охлаждалась повсюду с одинаковой скоростью, поэтому этот процесс происходил везде в одно и то же время. Внезапно свет смог перемещаться очень далеко и быстро по всей Вселенной одновременно. Этот свет всё ещё путешествует сегодня, и это то, что сейчас достигает нас на Земле в виде реликтового излучения.
Реликтовое излучение всегда присутствовало во Вселенной, но не могло распространяться далеко, пока не сформировались первые атомы. На самом деле известно, что оно появилось примерно через 380 000 лет после Большого взрыва. Похоже, что между Большим взрывом и выбросом реликтового излучения прошло много времени, но, поскольку Вселенной почти 14 миллиардов лет, то это произошло тогда, когда Вселенная была очень молода.
Реликтовое излучение сообщает нам много важной информации о том, какой была Вселенная давным-давно. Согласно теории Большого взрыва, ранняя Вселенная была очень горячей и полной. Когда Вселенная расширилась и остыла, это излучение в конце концов высвободилось. Это именно то, что мы видим сейчас как реликтовое излучение. У него даже есть температура, предсказанная теорией Большого взрыва, и поэтому мы можем сказать, что реликтовое излучение является доказательством того, что теория Большого взрыва верна.
Случайное открытие
Реликтовое излучение было обнаружено случайно. Двое учёных из США, Роберт Уилсон и Арно Пензиас, использовали микроволновый телескоп и продолжали видеть один и тот же дополнительный сигнал, куда бы они ни направили антенну. Они даже подумали, что дополнительный сигнал может быть вызван неисправностью их телескопа.
В конце концов они поняли, что были первыми людьми, обнаружившими реликтовое излучение, существование которого предсказывала теория Большого взрыва. Они получили Нобелевскую премию за их открытие.
С тех пор мы отправили много телескопов в космос, чтобы получать всё более и более качественные изображения этого удивительного излучения. Глядя на самый старый свет во Вселенной, мы можем понять, как появилось всё, что мы видим сегодня.