эффект Сакса — Вольфаэффект
В 1967 году американские физики Райнер К. Сакс и Артур М. Вольф, опираясь на общую теорию относительности Эйнштейна, теоретически описали, как гравитация влияет на температуру реликтового излучения. Когда фотон проходит через гравитационную яму — область с пониженным гравитационным потенциалом, — он тратит энергию, чтобы выбраться, и смещается в красную сторону. Видимый итог: локальное понижение температуры. Совокупность таких эффектов вдоль луча зрения создаёт на небе узор из горячих и холодных пятен — анизотропию. Позже выделили ещё интегрированный эффект Сакса — Вольфа: если гравитационный потенциал изменяется со временем (например, под действием тёмной энергии), фотоны дополнительно охлаждаются или нагреваются.
Как работает
Эффект доминирует на больших угловых масштабах (пятна шире нескольких градусов). Именно он отвечает за крупнейшие детали температурной карты микроволнового фона и помогает уточнить баланс обычного вещества, тёмной материи и тёмной энергии во Вселенной.
💡 Интегрированный эффект Сакса — Вольфа долгое время искали и впервые надёжно зафиксировали в 2008 году, сопоставляя карты реликтового фона с распределением галактик. Он стал прямым доказательством ускоренного расширения Вселенной.
\frac{\delta T}{T_0} = -\frac{\Phi}{3c^2}
δT — отклонение температуры от средней, T₀ ≈ 2.725 K — средняя температура реликтового излучения, Φ — гравитационный потенциал, c ≈ 3×10⁸ м/с — скорость света в вакууме. Знак минус означает, что из области с более низким потенциалом (гравитационная яма) фотоны приходят с меньшей энергией, то есть «холоднее».