FMFSP portāls

Izvēlne

Meklēšana

Aptauja

Kādu darba rīku Tu ņemsi uz Baldoni?
sirpi
āmuru
prezervatīvus
mēslu dakšu

Rezultāti

Foto

2016. gada 7. oktobrī 01:04 

Reliktais starojums (1)

Krievu zinātnieks Aleksandrs Frīdmans bija pirmais, kurš bez iebildumiem pieņēma no vispārīgās relativitātes izrietošo pieņēmumu, ka Visums izplešas. Kamēr Einšteins un citi fiziķi meklēja iespēju izvairīties no vispārīgās relativitātes nestatiskā Visuma, Frīdmans mēģināja to izskaidrot.

Frīdmans izteica divus pieņēmumus par Visumu: tas izskatās pilnīgi vienāds, raugoties jebkurā virzienā, un tāpat būtu, arī vērojot to no jebkuras citas vietas. Pat no šiem diviem pieņēmumiem vien, atrisinot vispārīgās relativitātes vienādojumus, Frīdmans secināja, ka Visums nevar būt statisks. Jau 1922. gadā, vairākus gadus pirms Edvina Habla atklājuma, Frīdmans paredzēja to, par ko vēlāk pārliecinājās Habls.

Ilgu laiku vienāds zvaigžņu izvietojums bija pietiekams pamatojums Frīdmana pieņēmumam. Tomēr vēlāk, pateicoties laimīgai nejaušībai, tika atklāts vēl viens aspekts, kurā Frīdmana pieņēmums izrādījās apbrīnojami precīzs Visuma raksturojums. 1965. gadā divi amerikāņu fiziķi – Ārno Penziass un Roberts Vilsons – pārbaudīja ļoti jūtīgu mikroviļņu detektoru. Penziass un Vilsons bija noraizējušies, kad atklāja, ka detektors uztver vairāk trokšņa, nekā pienāktos. Viņi pamanīja, ka tajā iekļuvuši putnu mēsli, un pārbaudīja citus iespējamos darbības traucējumus, taču drīz saprata, ka īsais iemesls ir kas cits.

Troksnis bija īpašs ar to, ka tas palika nemainīgs visu laiku – dienā un naktī un visu cauru gadu, lai gan Zeme griežas ap savu asi un riņķo ap Sauli. Tā kā Zemes rotācija un riņķošana ap Sauli lika detektoram pavērsties dažādos virzienos kosmiskajā telpā, Penziass un Vilsons secināja, ka šī trokšņa avots ir ārpus Saules sistēmas un pat ārpus mūsu galaktikas. Šķita, ka tas nāk vienādi no visiem virzieniem. Tagad mēs zinām – lai kurā virzienā raudzītos, šis troksnis ir nemainīgs, tikai ar pavisam niecīgām atšķirībām. Penziass un Frīdmans bija atklājuši pārsteidzoši spilgtu pierādījumu Frīdmana pirmajam pieņēmumam.

Ap to pašu laiku divi amerikāņu fiziķi netālajā Prinstonas universitātē – Bobs Diks un Džims Pībls – arī sāka interesēties par mikroviļņiem. Viņi strādāja pie Džordža Gamova (Aleksandra Frīdmana kādreizējā studenta) pieņēmuma, ka savos pirmsākumos kosmoss esot bijis ļoti karsts un blīvs. Diks un Pībls iebilda, ka tādā gadījumā mēs vēl varētu saskatīt agrīnā Visuma kvēlošanu, jo gaisma no tā tālākajiem nostūriem tikai tagad būtu nonākusi pie mums. Taču Visuma izplešanās rezultātā šīs gaismas spektrs būtu tik ļoti nobīdīts uz sarkano pusi, ka tagad tā izskatītos pēc mikroviļņu starojuma, nevis redzamās gaismas. Diks un Pībls sāka gatavoties šā starojuma meklēšanai, bet tad par viņu nodomu uzzināja Penziass un Vilsons un saprata, ka jau ir to atraduši. Penziasam un Vilsonam 1978. gadā par to piešķīra Nobela prēmiju (tas gan šķiet mazliet netaisnīgi attiecībā pret Diku, Pīblsu, nemaz nerunājot par Gamovu!).

Mūsdienās šis starojums tiek dēvēts par relikto starojumu, tādējādi uzsverot tā aizvēsturisko izcelšanos. To var uzskatīt par ļoti būtisku pavedienu mūsu pasaules uzbūves un izcelsmes izprašanā. Starojums ir viens no iemesliem, kādēļ Lielā sprādziena teorija tiek pieņemta par patiesu - tā ir vienīgā teorija, kas izskaidro šo starojumu. Tiek uzskatīts, ka reliktais starojums nāk no laika, kad Visums bijis vien 300 000 gadus vecs.

Interesanti, ka starojums tika novērots jau krietni agrāk – 1941. gadā, tikai tas netika saistīts ar kosmosa izcelšanās laika radītu starojumu. šī atklāsme saistās ar ciāna (CN) molekulas absorbcijas spektra pētījumiem. Starpzvaigžņu gāzē bez visizplatītākā elementa ūdeņraža nelielos daudzumos ir arī citas molekulas. Starp tām niecīgā koncentrācijā (10^(-7) — 10^(-8) salīdzinājumā ar neitrālo ūdeņradi) ir ciāna molekulas. Starpzvaigžņu ciāna molekulu absorbcijas līniju intensitātes mērījumi rādīja, ka pirmā ierosinātā līmeņa A* apdzīvotība ir ļoti liela, kas savukārt liecināja par to, ka eksistē ļoti intensīvs starojums 0,254 cm viļņos (kas atbilst reliktajam starojumam).

Šāda pāreja no pamatlīmeņa A uz pirmo ierosināto līmeni A* var notikt, vai nu absorbējot starojuma kvantu ar enerģiju hv 2 , t. i., pēc shēmas hv+A ↔A* (h – Planka konstante, v – frekvence), vai arī pēc sadursmes ar kādu citu molekulu, absorbējot attiecīgu kinētiskās enerģijas daļu. Taču tā kā starpzvaigžņu gāze ir ļoti retināta , tad molekulas praktiski pārvietojas bez sadursmēm. Tas nozīmē, ka līmeņa A* apdzīvotību — molekulu daudzumu, kas atrodas ierosinātā stāvoklī līmenī A*, nosaka tikai kosmiskā starojuma intensitāte.

Izmantotā literatūra:

„Vēl īsāk par laika vēsturi”, Stīvens Hokings, Leonards Mlodinovs, 2005;
Vikipēdija;
„Zvaigžņotā debess”, 1967. gada pavasara numurs.

Autors: Malvīne Strakova  Apskatīt komentārus »

Balsis: 5, vidējais vērtējums: 5

Vārds: E-pasts vai web-lapa:

 

« Augusts, 2017 »

POTCPSSv
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031123
4567 

Forums

Komentāri

Fizmatu blogi

VR Pasākumiem – virtuālās real..
Lai nebūtu pārpratumu, uzreiz saku, ka šis ierakst.. (09.06)
Spēks un Jauda 2017 un ūdrs. F..
Superjaukās piedzīvojumu sacensības jau 6. reizi. .. (09.04)
Par 30 dienu rakstīšanu un nos..
Es vēl esmu dzīvs! Tas, ka no manis kādu laiku ir .. (30.03)
#6 – Domājot par krūšgaliem (A..
Cienījamās Dāmas! Ceru, ka jums ar šo jautājumu vi.. (26.03)
Amatiera padomi garo distanču ..
Ja tu spēj pusi dienas pavasara talkā vākt gružus .. (25.03)

Iz arhīva

hostings