Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →
Promieniowanie, o którym mowa, jest pozostałością po pierwszych 200 tys. lat po Wielkim Wybuchu, który 14 mld lat temu zapoczątkował ewolucję Wszechświata. Teoria Wielkiego Wybuchu prowadzi do trzech fundamentalnych przewidywań. Po pierwsze, przestrzeń powinna się rozszerzać, co potwierdził Edwin Hubble w latach 20. XX wieku, odkrywając zjawisko "ucieczki galaktyk". Po drugie, atomy we Wszechświecie powinny występować przede wszystkim w postaci wodoru i helu (cięższe pierwiastki są jedynie śladową domieszką), co potwierdziła Cecilia Payne Gaposhkin jeszcze w latach 30. Trzecie przewidywanie mówiło, że cały Kosmos jest wypełniony promieniowaniem termicznym, czyli takim, jakie emituje ciepłe ciało o temperaturze kilku stopni powyżej zera bezwzględnego (około -270 stopni Celsjusza). Promieniowanie to jest reliktem pierwotnej, gorącej plazmy, w której na początku kosmicznej ewolucji cząstki materii i światła wzajemnie się w siebie przemieniały. W tych początkowych chwilach po Wielkim Wybuchu materia wypełniająca Wszechświat była gęsta i gorąca (miała temperaturę biliardów stopni - przeszło milion razy wyższą niż w centrum Słońca). Wskutek rozszerzania się Wszechświata materia robiła się coraz rzadsza i coraz zimniejsza. W ciągu 14 mld lat, jakie upłynęły od Wielkiego Wybuchu, temperatura promieniowania obniżyła się do 2,7 stopnia powyżej zera bezwzględnego. Taka właśnie jest temperatura Kosmosu dziś! Cała przestrzeń jest wypełniona tym promieniowaniem - w każdym centymetrze sześciennym wokół nas jest około 300 fotonów (cząstek) MPT, najstarszego światła we Wszechświecie, które na dotarcie do nas zużyło czas równy niemal wiekowi Wszechświata. Jest to też światło z najodleglejszych obszarów, jakie możemy obserwować.
Choć istnienie tego promieniowania przewidział jeszcze w latach 40. George Gamow, zostało ono odkryte przez Penziasa i Wilsona dopiero w 1964 r. Opisali oni jednak wówczas jedynie jego podstawowe właściwości: przybliżony charakter termiczny i izotropię, właściwość polegająca na tym, że z każdego kierunku dociera do nas promieniowanie o takim samym natężeniu. Innymi słowy, w każdym miejscu niebo jest tak samo ciepłe (a raczej zimne!). Mapa nieba, obserwowanego w tym zakresie fal (od około 1 mm do kilkudziesięciu centymetrów) nie wykazywała jednak żadnych szczegółów - wszystko wyglądało tak, jakby zdjęcie tego niemowlęcego Wszechświata było zrobione marnym aparatem, przy użyciu mało czułej kliszy. Przez ćwierć wieku astronomowie szukali na tym zdjęciu szczegółów, czyli "obrazu" najstarszych struktur we Wszechświecie - pierwotnych zagęszczeń i rozrzedzeń w kosmicznej plazmie, w epoce gdy nie było jeszcze nie tylko planet i gwiazd, ale nawet galaktyk czy ich gromad. Z tych zagęszczeń powstały później obiekty w Kosmosie.
Trudności obserwacji MPT z Ziemi potęgowała i Ziemia, i atmosfera - źródła silnego szumu mikrofalowego, z którego niełatwo wyłowić kosmiczny sygnał. Tym bardziej że poszukiwane zaburzenia są nikłe, wynoszą zaledwie jedną stutysięczną stopnia. Mather i Smoot stali na czele zespołu ludzi, którzy zbudowali satelitę do obserwacji tego promieniowania. Na początku lat 90., dzięki zebranym przez nią danym, zespół opublikował pierwszą mapę nieba oglądanego w zakresie mikrofalowym, na której widoczne były zaburzenia w rozkładzie temperatury MPT. Było to fantastycznym potwierdzeniem teorii Wielkiego Wybuchu i teorii powstawania struktur (np. galaktyk) we Wszechświecie. Jednocześnie z wielką dokładnością potwierdzono termiczny charakter tego promieniowania, co znaczy, że rozumiemy procesy fizyczne, jakie zachodziły w trakcie ewolucji Kosmosu w ciągu 14 mld lat. A Kosmos okazał się najdoskonalszym ciałem doskonale czarnym, jakie znamy.
Stanisław Bajtlik jest astrofizykiem, zajmuje się kosmologią, pracuje w Centrum Astronomicznym im. M. Kopernika PAN w Warszawie.
