Лауреаты Нобелевской премии по физике - Гранит науки - 2006-10-03

Лауреатами Нобелевской премии по физике в этом году стали космологи – американские ученые Джон Мэтер (John C.Mather) и Джордж Смут (George F.Smoot), открывшие природу микроволнового фонового излучения вселенной

Открытие Мэтера и Смута – чернотельная и анизотропная (т.е. неоднородная по температуре) природа микроволнового фона вселенной - было сделано благодаря запущенному NASA в 1989 году первому в своем роде зонду - радиометру COBE (Cosmic Background Explorer). Измеряемое им микроволновое излучение еще называют реликтовым излучением - это то, что осталось от породившего вселенную Большого взрыва. Результаты, полученные спутником COBE, подтвердили представления о первых мгновениях возникновения мирозданья, согласно которым 13.7 миллиардов лет назад нечто однородное, невероятно горячее и плотное заполнилось элементарными частицами и начало очень быстро увеличиваться в объеме. Через 380 тысяч лет после этого события, называемого Большим взрывом, энергия световых частиц, фотонов стала убывать, они начали отделяться от других элементарных частиц и беспрепятственно распространяться по вселенной. Сама вселенная при этом расширялась, остывала, но оставляла за собой следы своего горячего прошлого - космическое микроволновое фоновое излучение (Cosmic Microwave Background Radiation), то самое, параметры которого измерили Мэтер и Смут. Само это излучение было открыто Нобелевскими лауреатами 1964 года Арно Пензиасом (Arno Penzias) и Робертом Уилсоном (Robert Wilson), но именно благодаря Мэтеру и Смуту космология – наука о строении и эволюции Вселенной как целого – стала точной наукой.

По модели Большого взрыва, сразу после него вселенная уподобилась излучающему телу, распределение волн различной длины по которому зависит исключительно от температуры. Спектр такого излучения это спектр так называемого абсолютно черного тела, или чернотельный спектр. Изначально он соответствовал температуре 3 000 градусов по Цельсию, сегодняшний уровень чернотельного излучения вселенной соответствует температуре не более чем 2.7 градусов выше абсолютного нуля. Лауреаты 2006 года подсчитали ее по чернотельному спектру, который получил спутник COBE. В этом проекте были задействованы более 1 тысячи ученых и инженеров. Джон Мэтер из Центра Космических Полетов Годдарда NASA (NASA Goddard Space Flight Center) координировал весь процесс, и именно он ответственен за эксперимент, выявивший спектр абсолютно черного тела у реликтового излучения. Джордж Смут из Калифорнийского Университета, Беркли (University of California, Berkeley) отвечал за измерения слабых температурных вариаций микроволнового фонового излучения вселенной. Сведения о ранней вселенной, а следовательно о происхождении галактик и звезд, укладывающиеся в модель Большого взрыва, получены не только зондом COBE, но и запущенным в 2001 году Микроволновым Анизотропным Зондом Уилкинсона, (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), дополнительных деталей космологи ждут от будущего европейского проекта, спутника Planck, запуск которого намечен на 2007 год.