barrow8

i Hermana — przejawiające się w postaci mikrofalowego szumu nadchodzącego z jednakowym natężeniem ze wszystkich kierunków na niebie — zostało szczęśliwym trafem odkryte przez Arno Penziasa i Roberta Wilsona, dwóch inżynierów, pracujących w Bell Laboratories w stanie New Jersey, którzy kalibrowali czułą antenę radiową do komunikacji z satelitą Echo. W tym samym czasie, tuż obok, na uniwersytecie w Princeton, grupa kierowana przez Roberta Dickego niezależnie powtórzyła dawno opublikowane rachunki Alphera i Hermana i rozpoczęła budowę detektora w celu poszukiwania promieniowania reliktowego, pochodzącego z Wielkiego Wybuchu. Grupa Dickego dowiedziała się o zagadkowym szumie nieznanego pochodzenia, występującym w odbiorniku anteny w Bell Labs i szybko zinterpretowała go jako poszukiwane przez siebie promieniowanie reliktowe. Jeśli źródło istotnie było promieniowaniem cieplnym, to jego temperatura wynosiła 2,7 K — bardzo blisko przewidywania Alphera i Hermana. Odkryte promieniowanie nazwano „kosmicznym mikrofalowym promieniowaniem tła”.

Odkrycie kosmicznego tła mikrofalowego zapoczątkowało poważne badania modelu Wielkiego Wybuchu. Stopniowo kolejne obserwacje ujawniały dalsze własności promieniowania tła. Wykazywało ono jednakowe natężenie we wszystkich kierunkach z dokładnością do co najmniej jednej części na tysiąc. Kiedy zmierzono natężenie odpowiadające różnym częstościom — widmo, wykazywało ono zależność charakterystyczną dla promieniowania cieplnego. Takie promieniowanie nazywamy „promieniowaniem ciała doskonale czarnego”. Niestety, absorpcja i emisja promieniowania przez cząsteczki znajdujące się w atmosferze ziemskiej uniemoż-

RYSUNEK 1.6

Obserwowana przez satelitę COBE zależność natężenia mikrofalowego promieniowania tła od częstości. Wyniki obserwacji (reprezentowane przez kwadraciki) wykazują doskonałą zgodność z teoretyczną krzywą (linia ciągła), oczekiwaną dla promieniowania cieplnego o temperaturze 2,73 K.

liwiała astronomom potwierdzenie, że widmo w całym zakresie miało cieplny charakter. Pozostały więc podejrzenia, że być może promieniowanie tła powstało w gwałtownych zjawiskach zachodzących w pobliskich częściach Wszechświata, dawno po rozpoczęciu kosmicznej ekspansji. Takie wątpliwości mogły być rozwiane jedynie przez wyniki obserwacji wykonanych spoza ziemskiej atmosfery. Zmierzenie natężenia w całym zakresie widma było pierwszym wielkim sukcesem umieszczonego na orbicie w 1989 roku, przez NASA, satelity COBE (Cosmic Background Explorer). Uzyskano najdoskonalsze widmo ciała doskonale czarnego, jakie kiedykolwiek obserwowano w przyrodzie, co stanowiło wspaniałe potwierdzenie, że Wszechświat był

31