Природа дивовижна "у своїй винахідливості", для дослідника ж це (“її конкретні вибрики”) наперед невідоме. А тому певний спостережний факт може стати основою для побудови фальшивих теоретичних конструкцій і навіть серйозних, знову ж таки – фальшивих, узагальнень. Ось найпростіший приклад. Розподіл інтенсивності випромінювання у спектрах небесних тіл "з боку радіодіапазону" описують формулою Релея-Джинса Iv ~ v2. Частота ж v пов’язана із довжиною хвилі λ так: v = c/λ (c – швидкість світла). Тож маємо очевидне: інтенсивність випромінювання у спектрі певного об’єкта зі збільшенням довжини хвилі зменшується. Так воно і є, зокрема, для Сонця. Але ось для планети Юпітер інтенсивність випромінювання на довжині хвилі 21 см "дає" температуру 3000 К, а при λ = 68 см T = 50 000 К! На щастя фізики вже знали: у прискорювачах елементарних частинок – синхротронах, набувши швидкостей, співмірних зі швидкістю світла, частинки, описуючи колові орбіти завдяки дії потужних магнітних полів, частину своєї енергії висвічують. І тут залежність інтенсивності Iv випромінювання від частоти v інакша: Iv ~ 1/v. Тобто якраз те, що й дають спостереження Юпітера, як і ряду інших астрономічних об’єктів. Йдеться про їх синхротронне випромінювання. Річ ясна, тут зразу ж з’являються нові, несподівані питання: а) звідки в космосі беруться "упорядковані" магнітні поля, як також б) звідки беруться там потужні потоки заряджених частинок, що рухаються зі швидкостями, співмірними зі швидкістю світла? Усе це загалом вже має своє пояснення в курсах загальної астрономії і фізики. Знаємо також, що конкретні спектральні спостереження перевіряють для можливого виявлення прямого або ж зворотного комптон-ефекту, а ще перехідного випромінювання. Бо ж “Природа – винахідлива”! Таке ж розмаїття процесів виявляють, розглядаючи задачу про охолодження флуктуацій густини, що формуються на ранньому етапі структуризації речовини у Всесвіті. Передусім необхідно зазначити: майже зразу після відкриття реліктового радіовипромінювання (1965 р.) Р.К. Сакс та А.М. Вольф (1967 р.) передбачили його флуктуації, що мали б бути обумовлені згаданими збуреннями речовини. Вони ж проаналізували процес, який отримав назву ефект Сакса-Вольфа: фотони змінюють частоту на поверхні останнього розсіювання, оскільки в середовищі є неоднорідності гравітаційного потенціалу. Інакше кажучи, фотони, які виходять із зон із більшим потенціалом, ніж його середнє значення, будуть "червонішими", ті ж, що залишають зони розрідження, – "синішими". Виявляє себе цей ефект при кутових відстанях точок небесної сфери θ > 10°. При менших взаємних кутових відстанях точок небесної сфери (0 < 10°) головну роль у формуваннях флуктуацій температури РВ відіграє ефект Сілка. Природним є покласти, що в основному формування флуктуацій густини є наслідком поширення в середовищі збурень типу звукових хвиль, і що це – процес адіабатичний. Тоді при Q = 0 із першого закону термодинаміки маємо PVγ = const і при γ = 4/3 (ультрарелятивістський газ) знаходимо і Тобто з ділянки підвищеної концентрації речовини буде і надлишковий потік випромінювання. В окремих випадках, безперечно, важливу роль відіграє ефект Доплера. Адже кожен фрагмент речовини, беручи участь в однорідному (космологічному) розширенні, має і певну пекулярну швидкість υ. А найактивнішим у цей дорекомбінаційний момент часу є гарячий газ електронів, і якщо τT – оптична товщина хмари, в якій відбувається томсонівське розсіювання фотонів, то флуктуація температури δT визначиться співвідношенням δT/T ~ υ τT. Нарешті, певною мірою може вплинути на "чіткість вияву" первинних флуктуацій РВ ефект Зельдовича-Сюняєва: якщо в міжгалактичному середовищі (чи й у нашій Галактиці) є протяжні хмари гарячого електронного газу, то реліктові фотони, стикаючись із електронами, отримують додаткову енергію. А це якраз і може привести до істотних змін у спостережуваній картині розподілу флуктуацій РВ.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Варіанти релаксації» з дисципліни «Фрагменти космології»
