Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод   по каталогу
 

На первую страницу
Лекции по Общей Астрофизике для Физиков

<< 11.3 Первичный нуклеосинтез | Оглавление | 11.5 Флюктуации реликтового излучения >>

11.4 Реликтовое излучение и эпоха рекомбинации.

Настоящим триумфом теории горячей Вселенной Гамова стало открытие в 1967 г. изотропного фона микроволнового космического (реликтового) излучения с Планковским спектром и температурой K. Действительно, по мере расширения плотность нерелятивистских частиц изменятеся как , а плотность излучения , поэтому через определенное время (по-другому, на некотором красном смещении ), радиационно-доминированная стадия (с уравнением состояния и зависимостью масштабного фактора от времени ) должна смениться на стадию энергодоминантности обычного вещества (c уравнением состояния и масштабным фактором ). Эта эпоха очевидно определяется соотношением и наступает при красных смещениях

(11.21)

где г/см - полная плотность вещества в современную эпоху (на ), а г/см - плотность излучения в современную эпоху (фактор 3/2 учитывает, что часть энтропии содержится в трех сортах безмассовых нейтрино).

На радиационно-доминированной стадии в условиях полного термодинамического равновесия спектр излучения был спектром АЧТ с температурой, падающей обратно пропорционально масштабному фактору: . Как только время взаимодействия фотонов с веществом становится больше характерного времени расширения (эквивалентно, длина свободного пробега фотона начинает превышать размер горизонта ), фотоны не успевают обмениваться энергией с плазмой, однако спектр излучения при однородном расширении остается чернотельным c температурой . Таким образом, уходя в прошлое мы неизбежно достигаем момента такого, при котором фотоны еще взаимодействовали с высокотемпературной плазмой и (из-за огромной теплоемкости излучения, см. выше) плазма находилась в термодинамическом равновесии с излучением. Взаимодействие излучения с полностью ионизованной плазмой осуществляется за счет рассеяния фотонов на свободных электронах. При понижении температуры плазмы до K происходит рекомбинация электронов с протонами с образованием атомов водорода (гелий рекомбинирует несколько раньше), свободные электроны исчезают, и Вселенная становится прозрачной для излучения. Эпоха рекомбинации таким образом наступает при , т.е. формально уже на стадии доминантности вещества когда роль излучения в динамике расширения пренебрежимо мала. Время расширения до эпохи рекомбинации составляет лет.

Зависимость роста температуры реликтового излучения от красного смещения в настоящее время экспериментально подтверждена наблюдениями линий сверхтонкой структуры нейтрального углерода в спектрах далеких квазаров с , для которых кванты реликтового фона с темепературой K играют роль накачки для заселенности соответствующих уровней.



<< 11.3 Первичный нуклеосинтез | Оглавление | 11.5 Флюктуации реликтового излучения >>

Публикации с ключевыми словами: звезды - Межзвездная среда - Космология - теоретическая астрофизика - астрофизика
Публикации со словами: звезды - Межзвездная среда - Космология - теоретическая астрофизика - астрофизика
См. также:
Все публикации на ту же тему >>

Мнения читателей [70]
Оценка: 3.1 [голосов: 179]
 
О рейтинге
Версия для печати Распечатать

Астрометрия - Астрономические инструменты - Астрономическое образование - Астрофизика - История астрономии - Космонавтика, исследование космоса - Любительская астрономия - Планеты и Солнечная система - Солнце


Астронет | Научная сеть | ГАИШ МГУ | Поиск по МГУ | О проекте | Авторам

Комментарии, вопросы? Пишите: info@astronet.ru или сюда

Rambler's Top100 Яндекс цитирования