26
Наши измерения. На рис. 7 воспроизведена первая запись
самопишущего прибора, полученная при работе нашей антенной
системы. Внизу, перечисляются напряжения диодного
термометра, из которых мы могли определить эквивалентную шумовую
температуру холодной нагрузки. Движение самописца вправо
соответствует увеличению выходной мощности (или температуры).
Средняя часть пути самописца приходится на работу мазера,
подключенного к холодной нагрузке, с различными уровнями шума,
устанавливаемыми введением аттенюатора. Изменение уровня
шума на 0,1 дБ соответствует изменению эквивалентной шумовой
температуры примерно на 6,6 К, и следовательно, полный размах
изменения шумовой температуры, зарегистрированный самопис-
Рис. 7. Первые результаты измерений (на рулонной диаграмме)*
которые явно указывали на присутствие микроволнового фона
30
цем, составлял меньше 0,2 К. Верхняя часть пути самописца
отражает собой работу мазера, подключенного к антенне и
имеющего почти такую же шумовую температуру, как и холодная
нагрузка плюс еще [в терминологии шума] 0,04 дБ, что в целом
соответствует около 7,5 К.
Это несколько настораживающий результат. Антенная
температура должна слагаться только из температурных вклада
атмосферы (2,3 К) и вклада, обусловленного излучениями от стенок
антенны и земной поверхности (1 К). Избыток антенной температуры,
который был обнаружен в предшествующих измерениях вопреки
нашим предположениям, все еще существовал, имея своим
источником либо антенну, либо окружающее ее пространство. Ведь
теперь мы непосредственно сравнивали [температуры] антенны и
холодной нагрузки и должны были отнести измеренный избыток
температуры к антенне, тогда как в предшествующем измерении
определялась температура всей [радиотехнической] системы.
Если мы и не учли какие-либо температурные потери, то холодная
нагрузка могла иметь лишь более высокую температуру, но не
могла быть меньше 4,2 К —
температуры жидкого гелия. Антенная
температура оказалась по крайней мере на 2 К выше.
Пока мы не могли решить «антенную проблему», постановка
эксперимента по измерению фона на длине волны 21 см была
невозможна. Мы рассмотрели ряд вероятных причин этого
температурного избытка и, где это было можно, проверили их.
1. В то время некоторые радиоастрономы полагали, что
поглощение земной атмосферы в микроволновом диапазоне было
примерно в 2 раза больше того значения, которое мы использовали.
Другими словами, шумовая температура неба [в точке зенита]
должна бы равняться не 2,5 К (см. рис. 5 и 7), а 5 К. Однако
маши измерения шумовой температуры неба показали, что этого не
может быть (см., например, рис. 6).
2. Мы рассчитали возможный вклад со стороны человеческой
деятельности в общую шумовую температуру излучения,
принимаемого нашей антенной. Однако когда мы наводили антенну на
Нью-Йорк или в каком-либо другом направлении на горизонт,
получаемая антенная температура никогда существенно не
превышала тепловую температуру земной поверхности.
3. Мы изучили радиоизлучение Галактики. Результаты наших