Реферат на тему Творцы открытия и исследования реликтового излучения

Содержание:

Введение 3

1.Предыстория открытия реликтового излучения 4

2.Открытие реликтового излучения 6

3.О реликтовом излучении 10

Заключение 16

Использованная литература 17

Введение:

«…Космология и то, что с ней связано, — это проблема номер один в астрономии. Для решения фундаментальных загадок в таких областях обычно нужны новые идеи. Вперед здесь идут с огромным трудом, пробуют, ошибаются и вновь пытаются найти правильный путь…», — констатировал В.Л. Гинзбург [1].

Побудительной причиной к развертыванию научных исследований в естествознании послужило стремление человека узнать сокровенные тайны природы. И космология на пути познания не является исключением. Она дает широкую картину мира и прочно связана со всей современной физикой, включая общую теорию относительности (ОТО), ядерную физику и физику элементарных частиц. Однако, пожалуй, самым загадочным (и, следовательно, привлекательным) вопросом из объема современного знания о знакомой нам Вселенной является космологическая эпоха Планка. Её изучение считается достаточно сложной задачей, требующей расширение фронта теоретических исследований.

Целью данной работы является рассмотрение вех по открытию и изучению реликтового излучения. Задачи:

• Рассмотреть основные научные события, предшествующие открытию реликтового излучения;

• рассмотреть обстоятельства, при которых было открыто реликтовое излучение;

• упомянуть некоторые характеристики реликтового излучения для понимания объекта рассмотрения, представить информацию по осмыслению значения и изменению понимания информации о реликтовом излучении.

Заключение:

Обнаружение реликтового излучения является важнейшим открытием космологии со времен получения закона Хаббла. Оно продемонстрировало справедливость теории Большого взрыва и модели горячей Вселенной, дало возможность получить точные оценки большого числа важных величин и исследовать множество физических процессов, невоспроизводимых в земных условиях. Эксперименты по изучению реликтового излучения, такие как РЕЛИКТ-1, COBE, WMAP и другие, ознаменовали собой эпоху «прецизионной космологии» [3].

Исследование анизотропии и поляризации реликтового излучения должно пролить свет на широкий спектр актуальных задач современной науки (процессы ранней Вселенной, теория инфляции, теория гравитационных волн), дать ответы на многие частные вопросы космологии (конечность объема Вселенной, состав ее вещества).

Фрагмент текста работы:

1.Предыстория открытия реликтового излучения

В 1941 году, изучая поглощение света звезды ξ Змееносца молекулами CN в межзвёздной среде, В. Адамс и Эндрю Мак-Келлар отметил, что наблюдаются линии поглощения не только для основного вращательного состояния этой молекулы, но и для возбуждённого, причём соотношение интенсивностей линий соответствует температуре CN ~2,3 К [4]. Источник возбуждения Мак-Келлар приписал какому-то космическому агенту. Наблюдения таких линий в спектрах других звезд подтвердили изотропность источника. Наблюдения других молекул, с большими потенциалами возбуждения первого вращательного уровня не дали результатов. Некоторые наблюдения, показывавшие температуру выше нескольких градусов, оказались ошибочными. В то время это явление не получило объяснения

В 1948 году реликтовое излучение было предсказано Георгием Гамовым, Ральфом Альфером и Робертом Германом на основе созданной ими первой теории горячего Большого взрыва. Более того, Альфер и Герман смогли установить, что температура реликтового излучения должна составлять 5 К, а Гамов дал предсказание в 3 К [7].

Хотя некоторые оценки температуры пространства существовали и до этого, они обладали несколькими недостатками. Во-первых, это были измерения лишь эффективной температуры пространства, не предполагалось, что спектр излучения подчиняется закону Планка. Во-вторых, они были зависимы от нашего особого расположения на краю галактики Млечный Путь и не предполагали, что излучение изотропно. Более того, они бы дали совершенно другие результаты, если бы Земля находилась где-либо в другом месте Вселенной.

В 1955 году аспирант-радиоастроном Тигран Арамович Шмаонов в Пулковской обсерватории под руководством известных советских радиоастрономов С. Э. Хайкина и Н. Л. Кайдановского провёл измерения радиоизлучения из космоса на длине волны 3,2 см и экспериментально обнаружил шумовое СВЧ-излучение [2]. Вывод из этих измерений был таков: «Оказалось, что абсолютная величина эффективной температуры радиоизлучения фона… равна 4 ± 3 К». Шмаонов отмечал независимость интенсивности излучения от направления на небе и от времени. Темой диссертации была разработка прибора повышенной чувствительности для регистрации сверхслабых сигналов. Диссертация была защищена, результаты опубликованы в неастрономическом журнале “Приборы и техника эксперимента”. Ни сам Шмаонов, ни его руководитель не оценили результаты его работы. После защиты аспирант в области астрономии не работал. В 2004 году он в Пулково сделал доклад с воспоминаниями.

В статье Н. Л. Кайдановского [2] написано следующее. “Оказалось, что излучение неба из области зенита имеет яркостную температуру 3.7 ± 3.7 К, а в полярной области 3.9 ± 4.2 К и не изменяется существенно со временем. Как теперь ясно, измеренная Т. А.Шмаоновым яркостная температура неба (≈ 4 К) превышала температуру излучения тропосферы в направлении зенита, равную, по современным данным, примерно 2 К. Из этого следует, что Т. А.Шмаонов, по-видимому, был близок к открытию фонового космического реликтового излучения. Измерения Т. А.Шмаонова, опубликованные в 1957 г. . . . , к сожалению, не были известны другим советским астрофизикам А. Г. Дорошкевичу и И. Д. Новикову, которые впервые в мире указали на техническую возможность экспериментального обнаружения космического фонового реликтового излучения методами радиоастрономии тех дней. О работе А. Г. Дорошкевича и И. Д. Новикова открывателям РИ также не было известно, что и отметил А. А. Пензиас в своей лекции при получении Нобелевской премии за это открытие”.

Незадолго до открытия РИ Пензиасом и Вильямсом А. Г. Дорошкевич и И. Д. Новиков [7] рассчитали спектр излучения, которое должно наблюдаться сейчас в Метагалактике, а возникло от галактик со времени их образования. Расчеты были сделаны при различных предположениях о распределении вещества, эволюции галактик, о наличии или отсутствии нейтрино и т. д. В конце статьи они указали, что наблюдения на телескопе Холмдела, о которых было известно из публикации фирмы Белл, дают уверенность, что РИ существует. По температуре 2.3 ± 1 К, полученной в Холмделе, и теоретически определенной температуре шумов атмосферы 1 К они оценили температуру РИ в 1 К. На график излучения галактик была помещена кривая, соответствующая температуре в 1 К. В целом получилась двугорбая кривая, о которой в книге Я. Б. Зельдовича и И. Д. Новикова [5] сказано, что она долгое время украшала рекламу фирмы Белл. Н. Л. Кайдановский заключает: “В работах советских ученых содержалось фактически первое, хотя и весьма грубое и неосознанное, измерение (Т. А.Шмаонов), а также предсказание возможности измерения (А. Г. Дорошкевич и И. Д. Новиков) реликтового излучения [5]”.