Радиоизлучение Вселенной

Фразой, вынесенной в качестве эпиграфа к этому разделу, открывается бессмертная книга одного из создателей современной астрофизики Иосифа Самойловича Шкловского. Последнее издание его монографии "Вселенная, жизнь, разум" увидело свет в 1987 году, спустя два года после кончины ее автора.

С тех пор прошло более десяти лет - ничтожный по космическим меркам промежуток времени, и, гигантский - по сравнению с темпами накопления человечеством знаний о свойствах окружающего нас космоса. Монографии по проблемам бурно развивающихся областей науки (а астрофизика, к счастью, относится к числу таковых), устаревают непростительно быстро. Работает хорошо известный ученым принцип: недостаток информации порождает "полет фантазии" теоретиков, а "поверка алгеброй гармонии" зачастую оставляет за бортом науки гипотезы и концепции, которые еще какие-то десять лет назад поражали наше воображение своей "простотой" и элегантностью.

Монография И. С. Шкловского "Вселенная, жизнь, разум" избежала этой участи не только потому, что ее автор стоял у истоков современной астрофизики и, в значительной мере определил облик этой науки, но и благодаря удивительной интуиции ее автора, сумевшего в робких попытках человечества оторваться от Земли и выйти в открытый космос, разглядеть черты новой экспериментальной астрофизики, свободной от земного тяготения и влияния земной атмосферы.

В начале 80-х годов ХХ века, когда, собственно, лишь только-только начали вырисовываться общие контуры будущих космических проектов по выводу оптических, рентгеновских, радио- и гамма- телескопов за пределы земной атмосферы, трудно было ожидать, что за какие-то 15 лет это направление прочно станет на ноги и, более того, из "космической экзотики" превратится в один из наиболее прецизионных инструментов исследования Вселенной.

Сейчас, на пороге ХХI века, остаётся лишь удивляться тому, как смогла "наземная" наблюдательная астрономия накопить и систематизировать гигантский фактический материал, в главном верно определив не только общие контуры физических процессов в космосе, но и предсказав "критические" эксперименты по проверке фундаментальных представлений о строении и эволюции звезд, галактик и их скоплений, квазаров и черных дыр, как, впрочем, и представлений о зарождении и эволюции самой Вселенной.

Здесь мы расскажем лишь об одном из новых направлений экспериментальной астрофизики, связанным с изучением спектра реликтового электромагнитного излучения с помощью наземных и космических радиотелескопов. Однако, говоря о спутниковых исследованиях космоса, нельзя не отметить колоссальных достижений оптической, рентгеновской и гамма- астрономий, связанных с успешной работой на орбите космического телескопа Hubble, рентгеновского телескопа "Гранат", спутников "Batse" и целого ряда других систем. Различаясь по уровню поставленных задач, обусловленных разной глубиной проникновения в глубины космоса, эти космические системы решают одну общую и, может быть, самую главную задачу - они формируют "многоцветную" картину строения и эволюции Вселенной, окрашенную деталями физических процессов как на звездном, так и на галактическом и метагалактическом уровнях строения материи.

И в этой многоцветной палитре реликтовое электромагнитное излучение играет одну из ведущих ролей.

Выбор радиодиапазона продиктован тем, что в последние пять лет в исследовании реликтового излучения произошел качественный прорыв, когда от обсуждений экспериментальных ограничений мы перешли к анализу деталей распределения интенсивности сигнала на небесной сфере. То, что еще совсем недавно казалось научной фантастикой, с 1992 по1998 гг. стало реальностью - радиоастрономы обнаружили анизотропию распределения интенсивности реликтового излучения на небе на уровне 0.001%!.

Что кроется за этой сухой последовательностью цифр, мало понятной для неспециалистов?

В конце ХХ-го века человечество уже практически невозможно удивить какими бы то ни было достижениями естествознания. После атомной бомбы, пилотируемых полетов к Луне, повсеместному проникновению компьютеров в нашу жизнь возник синдром привыкания. Вот если бы "вечный двигатель" - это да!, а то какие-то тысячные доли процента…

Но особенность современной астрофизики в том и заключается, что целый ряд глобальных физических процессов, ответственных за формирование гравитационно-связанных структур во Вселенной, удается свести к сравнительно небольшому количеству критических экспериментов, результаты которых являются своеобразным ключом к решению загадки ее эволюции практически начиная от самых первых этапов ее расширения. Именно за этими сухими строчками отчетов экспериментаторов кроются ответы на вечные вопросы, которые задавало и продолжает задавать себе человечество, глядя на звездное небо - откуда мы, что было до нас и что будет после нас? Ниже мы попытаемся кратко обрисовать современный статус этих простых и одновременно "вечных" вопросов, основываясь на данных спутниковых и наземных экспериментов по измерению спектра и поиску анизотропии реликтового электромагнитного излучения