РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Одна из составляющих общего фона косм. эл.-магн. излучения. Р. и. равномерно распределено по небесной сфере и по интенсивности соответствует тепловому излучению абсолютно чёрного I тела при темп-ре ок. 3 К, обнаружено амер. учёными А. Пензиасом и Р. Уилсоном в 1965 (Нобелевская пр., 1978).

Р. и. является осн. составляющей яркости неба в диапазоне от дециметровых до субмиллиметровых радиоволн (рис.). Оно фактически определяет плотность энергии эл.-магн. излучения во Вселенной, а также плотность числа фотонов (ок. 400 в 1 см3. что соответствует 0,25 эВ/см3). На каждый атом во Вселенной приходится более 100 млн. фотонов Р. и. Св-ва Р. и. хорошо согласуются с предложенной в 1946 амер. физиком Г. А. Гамовым гипотезой т. н. горячей модели Вселенной, согласно к-рой плазма и эл.-магн. излучение на ранних стадиях расширения Вселенной обладали высокой плотностью и темп-рой (>109 К и выше; (см. КОСМОЛОГИЯ)). В ходе космологич. расширения Вселенной темп-ра горячей плазмы и находящегося с ней в термодинамич. равновесии излучения падала. При достижении темп-ры = 4000 К произошла рекомбинация протонов и эл-нов, после чего равновесие образовавшегося нейтр. в-ва (водорода и гелия) с излучением нарушилось — кванты излучения уже не обладали необходимой для ионизации в-ва энергией и проходили через него, как через прозрачную среду. Темп-ра обособившегося излучения продолжала снижаться и к нашей эпохе составила ок. 3 К. Т. о., это излучение сохранилось до наших дней как реликт от эпохи рекомбинации и образования нейтр. атомов Н и Не.

Спектр эл.-магн. фонового излучения Вселенной. Сплошной линией показаны результаты наблюдений, пунктиром — теор. оценки.

Р. и. участвовало и участвует в важнейших крупномасштабных процессах во Вселенной и поэтому должно нести на себе отпечаток этих процессов. Одно из св-в Р. и.— изотропность -показывает, что значительных по величине неоднородностей плотности, способных затем привести к образованию галактик, в момент рекомбинации не было (давление излучения мешало конденсации в-ва). Если бы на ранних стадиях развития Вселенной заметную роль играли процессы, сопровождающиеся значит. энерговыделением (аннигиляция пар и др.), то они исказили бы хар-р спектра Р. и., близкий к спектру излучения абсолютно чёрного тела. Обнаружение таких особенностей в спектре Р. и. позволило бы уточнить тепловую эволюцию Вселенной. В совр. эпоху Р. и. благодаря своей высокой плотности определяет время существования релятив. эл-нов и др. ч-ц космических лучей со сверхвысокими энергиями в межгалактич. пр-ве. Эл-ны, сталкиваясь с фотонами Р. и., отдают им энергию и тормозятся. Энергия реликтовых фотонов при этом возрастает во много раз (обратный Комптона эффект), и они могут попасть в рентг. диапазон. Таково, возможно, происхождение косм. фонового рентг. излучения. При столкновении с фотонами Р. и. протонов и ядер косм. лучей ядра расщепляются, а соударения с протонами приводят к рождению электрон-позитронных пар, p-мезонов и др. ч-ц. С этими процессами связывают практич. отсутствие в косм. лучах ч-ц с энергией ?1020 эрг, а также малое кол-во тяжёлых ядер. Эксперименты показали, что темп-ра Р. и. практически не зависит от направления наблюдения. Однако обнаружен эффект, связанный с движением Солнечной системы и Галактики относительно фона Р. и. Вследствие Доплера эффекта фотоны Р. и., летящие навстречу наблюдателю, кажутся более энергичными, чем догоняющие наблюдателя. На небесной сфере удалось выделить две диаметрально противоположные области, в к-рых отмечается относит. повышение и понижение темп-ры Р. и., вызванное движением Солнца относительно системы координат, связанной с Р. и. Оказалось, что Солнце движется со скоростью 390±60 км/с в направлении созвездия Льва. В связи с этим Р. и. можно рассматривать как своеобразную выделенную систему координат во Вселенной.