Ширењето на Вселената во 1929 г. го откри Едвин Хабл, a микробрановото позадинско зрачење во 1965 г. го открија Арно Пензијас (Arno Allan Penzias) и Роберт Вилсон (Robert Woodrow Wilson). Бидејќи оваа година се одбележуваат и сто години од објавувањето на Ајнштајновата општа теорија на релативноста, чии решенија го содржат Големиот прскот (Big Bang), како и точно половина век од откритието на космичкиот микробранов фон (cosmic microwave background), ова е добар повод да се каже подетално за главниот прозорец кој ни го отворила природата.
Кон средината на 20 век, се водела жестока борба помеѓу двете спротивставени теории за историјата и еволуцијата на Вселената – „релативистичка космологија“ и алтернативната „теорија на Вечната состојба“ која објаснувала поедноставно, дека Вселената отсекогаш изгледала исто. Во тоа време, голем број научници, вклучувајќи ги тука и астрономите, сметале дека космологијата е беспотребна математичка и филозофска игра.
Арно Пензијас и Роберт Вилсон пред „антената-рог“ во Холмдел. Заслуги: Bell Labs
Но, сето ова се променило кога двајца млади радиоастрономи, Арно Пензијас (31 година) и Роберт Вилсон (28 години), започнале да ја користат славната „рог антена“ (Holmdel Horn Antenna) во Холмдел, Њу Џерси. Антената била изградена во 1959 г. за да детектира слаби сигнали на радиобрановите одбиени од вештачките сателити од проектот „Ехо“ (Echo). Целата приказна за откривањето на космичкиот микробранов фон не е само уште една од „приказните со среќен крај“, која се одиграла во лабораториите на Бел во 19-ти век., кога оваа институција е и основана, туку истовремено претставува сведоштво на тоа колку спектакуларно успешни можат да бидат приватните и корпоративните вложувања во науката, и за тоа како истото може да се примени и во сосема „непрофитабилни“ области, како што е космологијата.
Кога проектот Ехо е заменет со далеку помодерните комуникациски сателити од серијата Телстар (Telstar), антената е препуштена на радиоастрономите. Пензијас и Вилсон работеле на мерењата на јачината на најсилниот извор во соѕвездието Касиопеја, остатоци од суперновата, позната и како Касиопеја А. Тие откриле дека шумот кој се детектира во антената е речиси двапати посилен отколку што би требало да биде врз основа на сите познати извори на шум. Делувало како да доаѓа од сите делови на небото, со подеднаква јачина. Тие на почетокот мислеле дека се работи за локални извори, но тоа не било точно. Подоцна, по 13 години, Пензијас и Вилсон ја добиваат Нобеловата награда за физика, за откритие на космичкиот микробранов фон.
Всушност, откритието е извршено во 1964 г. За ова во најголем дел се одговорни теоретичарите од Принстон. Тие препознале дека необичниот шум би можел да биде токму она што Џорџ Гамов и неговите студенти го предвиделе во 1940 г. – своевидно ехо од Големиот прскот, реликтно топлинско зрачење од периодот кога Вселената била врела и многу блиску до термодинамичката рамнотежа.
Физички, работата многу брзо станала кристално јасна: како што примордијалната плазма од Големиот прскот се ширела и ладела, во еден момент нејзината температура и густина паднале доволно за електроните да се врзат со јоните и да формираат неутрални атоми. За разлика од јонизираната плазма, неутралниот гас е провиден. Тоа значи дека фотоните, честички на светлината, дотогаш заробени во непровидна плазма, одеднаш тргнале на сите страни без никаков отпор и интеракција со материјата. Како што Вселената се ширела, така и тие доживеале црвено поместување, па од почетните фотони на видливата светлина станале инфрацрвени, па конечно микробранови, какви што се и денес. Ерата на рекомбинација во која Вселената станала прозрачна, се случила околу 400.000 години по Големиот прскот. Бидејќи Вселената претходно била само вжештена каша од честички, таа емитирала само термално зрачење, кое не носело никаква дополнителна информација, освен температурата. Таа температура, која во времето на рекомбинацијата изнесувала неколку илјади степени, до денес се намалила поради ширењето на Вселената на околу три степени над апсолутната нула (3 Келвини). Поради оваа причина, целата космичка позадина понекогаш се нарекува и 3К зрачење. Некои од фотоните кои тогаш тргнале на пат низ провидната Вселена, биле детектирани речиси 14 милијарди години подоцна, од страна на Пензијас и Вилсон, со нивната антена на Крауфорд Хил.
Откритието на космичкиот микробранов фон не е само потврда дека Големиот прскот навистина се случил, туку во прашење е цела концептуална револуција. Ова претставува моќен носач на информациите, временска машина која нè носи во многу далечни ери, на само 400.000 илјади години по Големиот прскот.
Извор: Popular Science, aвтор: Милан М. Ќирковиќ
Превод: Петар Ивановски
