Фоновое космическое излучение. Часть 2

В прошлом видео мы узнали, что 380 000 лет после Большого Взрыва, то есть примерно 13,7 миллиарда лет назад, каждая точка - или точнее каждый атом во Вселенной имел температуру около 3 000 градусов по Кельвину и испускал электромагнитное излучение. Поскольку так было в каждой точке Вселенной, получается, что из некоторых точек это излучение доходит до нас только сейчас, спустя 13,7 миллиардов лет. Так что когда мы сейчас смотрим на излучение, прошедшее такой долгий путь, мы можем посмотреть в любом направлении – и увидим это однородное излучение. Оно подверглось красному смещению в микроволновый диапазон из той более высокой частоты, на которой исходно излучалось. Здесь может возникнуть вопрос - а что будет спустя миллиард лет? Потому что, если мы подождем миллиард лет, если пройдет, скажем, 1 000 380 000 лет с Большого Взрыва то это уже будут не атомы. Тогда начнется процесс образования настоящих звезд. Вселенная не будет больше такой однородной. И в результате начнется конденсация материи, если сказать другими словами. Итак, если мы продвинемся дальше, то Вселенная расширится. Нарисую схему половины Вселенной. Естественно, на самом деле расширение будет больше. Суть в том, что теперь у нас есть звезды. Теперь нет равномерно распределенных в объеме Вселенной атомов. Произошла конденсация в звезды. И теперь, если посмотреть, что излучается из точек в пространстве, откуда раньше поступало только фоновое излучение, то спустя миллиард лет мы уже увидим не фоновое излучение, а нечто другое - нечто похожее на более зрелые объекты. Фактически, мы будем наблюдать состояние Вселенной спустя миллиарды лет после Большого Взрыва, когда образовались звезды, и другие структуры. Итак, вопрос: Исчезнет ли фоновое микроволновое излучение через миллиард лет? Я говорю “миллиард” как приближенное условное значение. Итак, исчезнет ли оно? Ответ: и да, и нет. Во-первых, каждая отдельно взятая точка во Вселенной через миллиард лет эволюционирует и больше не будет однородной массой горячих атомов водорода. Но следует также помнить, что во Вселенной есть и более удалённые точки. более удалённые точки. В то же самое время они также испускали фоновое излучение. И фотоны из этих точек ещё до нас не дошли. Поскольку сущность наблюдаемой вселенной состоит в том, что мы можем наблюдать только электромагнитное излучение, перемещавшееся 13,7 миллиарда лет назад. Через миллиард лет Вселенная будет на миллиард лет старше. И тогда до нас доберется то излучение, которое находится в пути 14,7 миллиарда лет. И мы будем наблюдать излучение из того же периода истории Вселенной, только с большего расстояния. Хочу пояснить, что, поскольку эти точки были ещё дальше в момент излучения этих фотонов, то через миллиард лет мы увидим их с ещё более сильным красным смещением. С ещё более сильным красным смещением. К тому моменту фоновое космическое излучение будет иметь длину волн больше, чем радиоволны – оно будет “краснее”, т.е. более длинноволновым. Оно станет более красное. В общем, длина волны будет больше, чем у микроволнового излучения. Это забавно, потому что микроволновое излучение и так “краснее”, чем видимый красный свет. Длина волны будет возрастать дальше и дальше, и становиться “краснее” со временем. Чем дальше в будущее, тем от более удаленных источников нас будет достигать излучение, и с большим красным смещением. Длина волны будет все увеличиваться и увеличиваться, пока не выйдет за пределы электромагнитного излучения, когда достигнет бесконечности. В результате красного смещения. Длина волны достигнет бесконечности в некий момент – и за этим порогом получать излучение из более удаленных источников будет уже невозможно. Сейчас нарисую схему. Скажем, вот Вселенная. На момент 13,7 миллиарда лет, когда излучалось то, что мы сейчас регистрируем как фоновое реликтовое излучение. И вот место нашего нахождения во Вселенной. Вот мы. Здесь точка – то есть одна из точек, - из которых мы можем принимать фоновое излучение. Естественно, можно выстроить круг из этих точек, и из любой точки этого круга вылетели фотоны электромагнитного излучения в момент 380 000 лет после Большого Взрыва, и только сейчас, они достигают нас. То есть это точка, фоновое реликтовое излучение которой мы наблюдаем. Поясню. В настоящий момент в этой точке находятся звезды, галактики, и планеты. И если из этой точки посмотреть на нас, то будет видно фоновое реликтовое излучение нашей точки. Не бывает мест с фиксированным абсолютным возрастом. Всё, что мы видим – это свет, вышедший из данной точки давно, до того, как там образовались современные структуры. Итак, это точка в пространстве, из которой мы в данный момент принимаем фоновое излучение. Не хочу все записывать, слишком много времени займет. Теперь берем другую точку в пространстве на большей дистанции. По оценкам, эта дистанция составляет порядка 46 миллиардов световых лет. В то время, когда испускание частиц только началось, расстояние было всего около 36 миллионов световых лет. По грубой оценке… Не буду даже такое записывать. Потому что оценка основана только на нашей оценке скорости расширения Вселенной. Но, в любом случае, это было гораздо меньше 46 миллиардов световых лет. Теперь снова отложим это расстояние от той же точки в пространстве. Поясню: это было примерно 380 000 лет назад. А теперь прокрутим вперед, То есть, простите, не 380 000 лет назад, а спустя 380 000 лет после Большого Взрыва, то есть примерно 13,7 миллиардов лет назад. Итак, теперь посмотрим и перерисуем картинку покрупнее – сейчас она должна быть гораздо крупнее, если изобразить вот так, если изобразить вот так, то вот здесь будем мы. Вот здесь будет точка, от которой мы только сейчас стали получать фоновое космическое излучение, а другая точка в пространстве будет здесь. И, как мы говорили в видео о размере наблюдаемой Вселенной на основе не времени, проведенного в пути фотонами, а расширения Вселенной, сейчас это составит 46-47 миллиардов световых лет. И расстояние это также будет 46 миллиардов световых лет. 46 миллиардов световых лет. Если каждая точка в пространстве тогда испускала это излучение, то излучение получается однородным. Тогда везде были разогретые атомы водорода. Помечу цветом излучения. Этот наблюдатель видит свет, приходящий вот отсюда. Относительно этой точки мы получим её свет только сейчас, то есть спустя 13,7 миллиарда лет. И этот наблюдатель, зелёный человек, он будет получать фотоны только сейчас. Глядя на небо в целом, или на любые точки в проcтранстве, он увидит однородное излучение. И, точно так же, наблюдатель в этой точке будет получать фотоны из нашего местонахождения. Он будет наблюдать наше местонахождение таким, каким оно выглядело через 380 000 лет после Большого Взрыва. Поскольку фотоны из нашего местоположения достигнут его только сейчас. Задумайтесь. Фотоны от этого наблюдателя шли до нас 13,7 миллиарда лет, 13,7 миллиарда лет, а расстояние до нас за это время стало 46 миллиардов световых лет. И Вселенная продолжает расширяться. В зависимости от скорости расширения Вселенной, может оказаться, что этот фотон не сможет добраться до наблюдателя. Вселенная расширяется быстрее, чем скорость света. И этот свет до нас никогда не дойдёт. Так что существует некоторый порог, расстояние, с которого мы никогда не получим свет за данный период или, фактически, с которого мы вообще никогда не получим никакого электромагнитного излучения. Таким образом, фоновое космическое излучение из этой точки прекратится с эволюцией тамошних структур. Оно не будет таким однородным спустя 400 миллионов лет или даже миллиардов. Но из более отдаленных мест будет приниматься фоновое излучение с ещё большим красным смещением. Чем дальше в будущее, тем от более далеких объектов мы будем получать фоновое излучение, и с тем большим красным смещением. Пока в какой-то точке красное смещение не приведет к тому, что это вообще не будет восприниматься как электромагнитное излучение. И существует некоторый порог, дальше которого мы не сможем ничего наблюдать, поскольку свет не сможет до нас дойти. Subtitles by the Amara.org community