Номер 2, страница 405 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

2. Что указывает на высокую температуру вещества на начальных этапах эволюции Вселенной?

1) реликтовое излучение

2) распределение галактик в пространстве

3) высокая температура в звёздах

4) ничто не указывает

Согласно теории Большого взрыва, на ранних этапах своего существования Вселенная была чрезвычайно горячей и плотной. По мере расширения она остывала. Для ответа на вопрос необходимо проанализировать предложенные варианты, чтобы определить, какой из них является прямым свидетельством высокой температуры ранней Вселенной.

1) реликтовое излучение. Это правильный ответ. Реликтовое излучение, также известное как космическое микроволновое фоновое излучение (CMB), является остаточным тепловым излучением от Большого взрыва. В эпоху рекомбинации, примерно через 380 000 лет после начала, Вселенная остыла до температуры около $3000$ К. При этой температуре протоны и электроны смогли объединиться, образовав нейтральные атомы. Вселенная стала прозрачной для фотонов, которые с тех пор распространяются свободно. Из-за расширения Вселенной эти фотоны испытали красное смещение, и их энергия уменьшилась. Сегодня мы наблюдаем это излучение как фон с температурой абсолютно черного тела около $T_0 \approx 2.725$ К. Существование этого излучения и его спектр являются прямым доказательством того, что Вселенная в прошлом была в горячем и плотном состоянии.

2) распределение галактик в пространстве. Крупномасштабная структура Вселенной, включающая скопления галактик и войды, образовалась из первоначальных флуктуаций плотности, которые усилились под действием гравитации. Хотя эта структура согласуется с моделью горячей Вселенной (флуктуации запечатлены в реликтовом излучении), она является косвенным, а не прямым свидетельством высокой температуры. Реликтовое излучение — это более прямое доказательство.

3) высокая температура в звёздах. Звёзды — это объекты, сформировавшиеся гораздо позже, через сотни миллионов лет после Большого взрыва. Их высокая температура поддерживается за счёт термоядерного синтеза в их недрах. Это локальное явление, которое не характеризует температуру всей Вселенной на ранних этапах её эволюции.

4) ничто не указывает. Этот вариант неверный, поскольку реликтовое излучение предоставляет убедительные доказательства горячего прошлого Вселенной.

Таким образом, наиболее весомым и прямым указанием на высокую температуру вещества в ранней Вселенной является реликтовое излучение.

Ответ: 1) реликтовое излучение