Джордж и сокровища вселенной

Что такое свет и как он движется в космосе

Одна из самых важных вещей во Вселенной — электромагнитное поле. Оно есть везде; оно не только скрепляет атомы, но и заставляет крошечные частицы в атомах, которые называются «электроны», связывать разные атомы между собой или создавать электрический ток. Мир, в котором мы с вами живём, состоит из огромного числа атомов, «склеенных» электромагнитным полем; даже живые существа, в том числе люди, живут и действуют только благодаря этому полю.

Если раскачать электрон, в поле возникают волны (как в ванне: пошевелишь пальцем в воде — и пойдёт рябь). Эти волны называют электромагнитными, а поскольку электромагнитное поле — повсюду, то электромагнитные волны могут расходиться сколь угодно далеко, по всей Вселенной, пока их не остановят другие электроны, способные поглотить их энергию. Электромагнитные волны бывают разными. Некоторые из них воспринимаются человеческим глазом как разные цвета видимой части спектра. Среди других видов электромагнитных волн — радиоволны, микроволны, инфракрасные и ультрафиолетовые волны, рентгеновские и гамма-лучи. А электроны колеблются всё время — их расшевеливают атомы, которые и сами непрерывно шевелятся, — поэтому все тела всегда производят электромагнитные волны. При комнатной температуре эти волны преимущественно инфракрасные, но чем горячее объект, тем подвижнее в нём электроны; так создаётся видимый свет.

Свет движется со скоростью 300 000 километров в секунду. Это огромная скорость, но всё же от Солнца до нас свет идёт целых восемь минут, а от следующей ближайшей к нам звезды — больше четырёх лет.

Очень горячие космические объекты — например, звёзды — испускают видимый свет, который может двигаться очень долго, пока не наткнётся на какое-нибудь препятствие. Например, мы смотрим на звезду, а её свет сотни лет спокойно шёл к Земле сквозь космос. Попадая в глаз и шевеля электроны сетчатки, этот свет превращается в электрический сигнал, который по оптическому нерву поступает в мозг, и тогда мозг говорит: «Я вижу звезду!» Если звезда слишком далеко, то, чтобы разглядеть её, придётся собрать в глаз побольше света, и для этого понадобится телескоп; или же потревоженные электроны фотокамеры могут создать фотографию либо послать сигнал компьютеру.

Вселенная постоянно расширяется — раздувается, как воздушный шар. Следовательно, далёкие звёзды и галактики удаляются от Земли. А это значит, что их свет, летящий к нам, растягивается — причём растягивается тем сильнее, чем дальше он летит. Из-за этого растяжения видимый свет краснеет. Этот эффект называется красным смещением. Постепенно, если свет проходит достаточно большое расстояние и красное смещение усиливается, он перестаёт быть видимым и становится сначала инфракрасным, а затем микроволновым (как в наших микроволновых печах). Именно это произошло и с невероятно мощным светом от Большого взрыва — после тринадцати миллиардов лет пути он обнаруживается сегодня в виде микроволн, распространяющихся в космосе во всех направлениях. Это явление носит красивое имя «космическое микроволновое фоновое излучение» и представляет собой не что иное, как отблеск Большого взрыва!