Файл: Шама Д.В. Современная космология.pdf

АСТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ 239

жизни меньше 100 миллионов лет и поэтому не могут приходить с расстояния дальше, чем 100 миллионов све­ товых лет (скопление галактик в Деве удалено на рас­ стояние 30 миллионов световых лет) . С другой стороны, если будет найдено резкое поглощение, то это даст осно­ вание считать, что эти космические лучи приходят с го­ раздо более далеких расстояний.

действия с микроволновыми фотонами. Мы теперь не

и микроволновый фотон будут иметь одинаковую энер­

Космические у-лучи такой энергии и выше должны ис­ чезать, рождая при взаимодействии с микроволновыми фотонами электрон-позитронные пары.

Этот эффект велик. Поперечное сечение а для этого

гий 102 1 эВ . Аналогично сильному поглощению были бы

З а к л ю ч е н ие

Явления, рассмотренные в этой главе, показывают

совершенно различных энергетических и временных мас­ штабов. Например, измерения потока фотонов фонового

татов, полученных в космологии и ядерной физике, по­

гией 101 4 эВ и протонов с энергией 102 2 эВ. Остается только удивляться, каковы ж е д о л ж н ы быть соотноше­ ния, которые пока ж д у т своего открытия.

Г Л А В А 16

И З О Т Р О П Н О С Т Ь К О С М И Ч Е С К О Г О М И К Р О В О Л Н О В О Г О И З Л У Ч Е Н И Я

Введение

Когда Пензиас и Уилсон впервые обнаружили из­

во всех направлениях. Точность, с которой была уста­ новлена эта изотропия, сначала была порядка 10%, но последующая обработка записей позволила уменьшить

имеет сильно асимметричную форму. С другой стороны, считалось, что в большом масштабе Вселенная вполне, изотропна, что говорило в пользу космологического про­ исхождения излучения. Однако Вселенная не строго изотропна, и поэтому возникает вопрос о возможных характерных угловых размерах неоднородностей и ве­ личине флуктуации фонового излучения. Последующее изучение этого вопроса на основе наблюдательных дан­ ных дало точность намного лучше 3%. Эти измерения представляют собой наиболее точные измерения, когда-

рода, связанную со структурой Вселенной в различных масштабах . Именно эти новые вопросы мы бы и хотели рассмотреть в нашей заключительной главе.

Чтобы оценить важную роль углового распределения фонового излучения, полезно вспомнить, что в период, когда наблюдаемое теперь излучение находилось в областях, которые теперь имеют относительно нас большие красные смещения, оно сильно взаимодейство­ вало со свободными электронами вследствие эффекта

242 ГЛАВА 16

Томсона (стр. 188). Излучение перестает эффективно рас­ сеиваться при красном смещении го, которое зависит от

ного пробега в полностью ионизованной Вселенной вы­ сокой плотности). С этой точки зрения мы можем счи­ тать электроны, которые последними эффективно рас­ сеяли излучение, источниками излучения, подобно тому

о поверхности, на которой происходит последнее рас­ сеяние, и о нашем положении относительно этой по­ верхности. Чтобы понять, что это за информация, мы должны рассмотреть различные эффекты, которые мо­ гут привести к анизотропии излучения.

И с т о ч н и ки анизотропии фонового излучения

Наиболее очевидным источником анизотропии яв­ ляется собственное движение наблюдателя. Д а ж е если излучение во всех других отношениях изотропно, оно не

такой наблюдатель регистрировал бы повышенную ин­ тенсивность излучения впереди, пониженную позади и характерную (косинусную) зависимость при промежу­

*) Это относится только к электромагнитному излучению. Ней­ трино с их крайне малым поперечным сечением рассеяния приходя.т прямо из центра Солнца, а также из областей с красным смещением намного больше zn.