Естественные науки

Что такое реликтовый фон? Это фотоны-БОМЖи?

Оксана Ровных
Оксана Ровных
14 337
все фотоны-БОМЖи, т. к. не имеют массы покоя и не могут оставаться на одном месте.
ТС
Тимур Султанов
55 551
Лучший ответ
Да.
В момент Большого взрыва вселенная состояла только из таких фотонов. Но потом большинство из них (99.99%) постепенно создали "семьи" - элементарные частицы, атомы, молекулы и т. д.

http://nuclphys.sinp.msu.ru/nuclsynt/n13.htm
Любое нагретое тело излучает ЭМ-волны (фотоны) в соответствии с ф-лой Планка (их две, совершенно равноценных: в ф-ции частоты и выведенная из нее в ф-ции длины волны).

Каждый фотон имеет потенциальную энергию — способность произвести работу. Она зависит от взаимного положения тел (см. школьный курс). По мере расширения Вселенной она падает, при сжатии — если такое возможно (рассмотрено как один из трех сценариев А. Фридманом в 1922) — будет нарастать.

При падении средней энергии излучения частота его максимума будет уменьшаться. Вот Солнце излучает с максимумом около 6400 К, а древнее, изначальное излучение, называемое по-иностранному реликтовым, т. е. древним, сейчас остыло настолько, что его максимум соответствует температуре 2,7 К. И сами те, древние, фотоны тут ни при чём — это их окружение изменилось, они теперь дешевле стоят, как доллар или рубль тамошние, древние, и сегодняшние. Купить можно теперь на них меньше. И это в точности относится и к фотонам.

Как известно, два фотона с энергиями по Е каждый могут создать массу. Конкретно, электрон + позитрон в соответствии с ф-лой Эйнштейна: 2Е = 2mc². Пока фотоны энергичные, массы они создадут больше — на этом и основан сценарий пульсирующей Вселенной Фридмана.

Пульсировать она может от Большого Взрыва до Большого Хлопка либо по убывающей, либо с нарастанием энергии, либо всегда одинаково. Рассуждал Фридман так:

— предположим, э + п проаннигилировали сегодня, когда плотность Вселенно низкая, и породили два малоэнергетичных фотона. Но вот по какой-то причине Вселенная начала повышать свою плотность. Например, сужаться. Те два фотона уже имеют энергию больше и способны породить новые э + п с большей массой. А это увеличит плотность Вселенной и она, таким образом, начнет схопываться — ее в конце этого ждет Большой Хлопок.

Ну, а дальше из Хлопка появится Взрыв, и все повторится. Так что вот он, автор Большого Взрыва, переоткрытого уже другими (Г. Гамов, 1948, С. Хокинг и прочие).

Но оказывается, что ни один из трех фридмановских сценариев не работает:

— ни пульсирующая,
— ни равномерно бесконечно расширяющаяся,
— ни стационарная — расширяющаяся до некоторого предела, а потом замирающая в размерах.

Сейчас сама метрика пространства изменяется, материя (4%) разбрасывается темными энергией (73%) и массой (23%). Такого никто еще 40 лет назад и предположить не мог, потому и теория только еще догоняет практику. О ужас! — космологическая константа k оказалась не константой, равной единице, а растет! А в начале так она была даже меньше единицы (первый миллиард лет). А единицей она была на протяжении миллиардов 8...10, а потом незаметно, а сейчас всё быстрее, увеличивается. Думали ошибки измерений, но сегодняшние приборы заставили уже задуматься. Уже 40 лет это факт, однако широкую общественность он не тревожил — ей о том просто не говорили...
Это наверное ЭФИР -)))
Сергей Борисов
Сергей Борисов
39 837