Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Wiemy, ile światła wyemitowały gwiazdy w historii wszechświata

Recommended Posts

W Science ukazał się artykuł, z którego dowiadujemy się, jak dużo światła wyemitowały wszystkie gwiazdy w całej historii obserwowalnego wszechświata. Obliczeń dokonał astrofizyk Marco Ajello i jego zespół z Clemson College of Science, którzy wykorzystali dane z Germi Gamma-ray Space Telescope.

Pierwsze gwiazdy zaczęły powstawać kilkaset milionów lat po powstaniu wszechświata. Obecnie istnieje około 2 bilionów galaktyk i biliony bilionów gwiazd. Dane z teleskopu Fermi pozwoliły nam na zmierzenie całego światła gwiazd, jakie zostało wyemitowane w dziejach wszechświata, mówi Ajello.

Z wyliczeń wynika, że dotychczas gwiazdy wyemitowały 4x1084 fotonów.

Warto też zauważyć, że pomimo tej olbrzymiej liczby fotonów, to całe światło, jakie dociera do Ziemi – z wyjątkiem światła ze Słońca i naszej galaktyki – jest niezwykle słabe. Odpowiada ono światłu z 60-watowej żarówki, jakie w zupełnej ciemności dotarłoby do nas z odległości około 4 kilometrów. Dzieje się tak ze względu na olbrzymi rozmiar wszechświata.

Fermi Gamma-ray Space Telescope został wystrzelony w czerwcu 2008 roku. Obserwuje on promieniowanie gamma i jego interakcję z pozagalaktycznym promieniowaniem tła (EBL). EBL to rodzaj mgły złożonej z całego ultrafioletowego, podczerwonego i widzialnego światła emitowanego przez gwiazdy i sąsiadujący z nimi pył. Profesor Ajello i jego koledzy przeanalizowali dane z 739 emitujących promieniowanie gamma blazarów zebrane przez Fermi w ciągu 9 lat.

Fotony promieniowania gamma wędrujące przez mgłę EBL są z dużym prawdopodobieństwem absorbowane. Mierząc, jak wiele fotonów zostało zaabsorbowanych, byliśmy w stanie zmierzyć, jak gruba jest mgła i zmierzyć, jako funkcję w czasie, jak wiele światła się w niej znajduje, mówi Ajello. Wykorzystując blazary znajdujące się w różnej odległości od nas zmierzyliśmy całkowite światło w różnych odcinkach czasu. Zmierzyliśmy całkowite światło dla każdej z epok: miliard lat temu, dwa miliardy lat temu i tak dalej i tak dalej, aż do czasu uformowania się pierwszych gwiazd. To pozwoliło nam zrekonstruować całkowite EBL i określić historię formowania się gwiazd w sposób bardziej efektywny, niż robiono to dotychczas", dodaje współpracownik Ajello, Vaidehi Paliya.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Fotony jednak w historii wszechświata emitowały nie tylko gwiazdy.

To raz.
A dwa jest takie że był okres anihilacji niemal wszystkiego - czyli niemal wszystko zmieniło się w światło. Gdzie ono jest? :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
47 minut temu, thikim napisał:

A dwa jest takie że był okres anihilacji niemal wszystkiego - czyli niemal wszystko zmieniło się w światło. Gdzie ono jest?

Oddala się z prędkością c. Trudno policzyć ile tego i gdzie jest. Na moje oko ostatni raz widziane jak przekraczały granice naszego stożka. Oczywiście widziane przez kogoś poza naszym stożkiem.

Edited by Jajcenty

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czy jako światło rozumieć mam całe spektrum promieniowania, czy tylko jego wąski wycinek? Bez dokładnego ustalenia "granic" światła, to można sobie napisać cokolwiek.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale to rodzi szereg problemów :)
Anihilacji NIE ULEGŁ jeden na 10 miliardów barionów.

Czyli anihilacji uległo 2 x 9 999 999 999. Czyli w zasadzie: 20 000 000 000.

A 1 nie :)
Z tym że produktem anihilacji są od nowa kwarki i antykwarki i fotony.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, thikim napisał:

Gdzie ono jest?

Pozostałość po nim to mikrofalowe promieniowanie tła. Jest tego parę rzędów wielkości więcej niż fotonów, które wyemitowały gwiazdy.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, Jajcenty napisał:

Oddala się z prędkością c. Trudno policzyć ile tego i gdzie jest. Na moje oko ostatni raz widziane jak przekraczały granice naszego stożka. Oczywiście widziane przez kogoś poza naszym stożkiem.

No właśnie!

Czy obliczenia opisane w artykule dotyczą tylko obserwowanej przez nas przestrzeni, czy całego wszechświata?

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, Szedar napisał:

Jest tego parę rzędów wielkości więcej niż fotonów, które wyemitowały gwiazdy.


Masz jakieś konkretne dane na temat tych paru rzędów wielkości? Czy to tylko domniemanie sprzeczne trochę z tym że na niebie w wielu zakresach promieniowania widzimy jednak gwiazdy i Słońce a nie mikrofalowe promieniowanie tła.

Share this post


Link to post
Share on other sites

To nie jest domniemanie, a wynik obserwacji i prostego oszacowania; mierzymy w końcu strumień CMB. Możesz zresztą zrobić to prościej, czyli wiedząc, że jest to podręcznikowo termiczne promieniowanie o T jakieś 2.7 K. Wystarczy skorzystać z prawa Stefana-Boltzmanna i podzielić przez średnią energię fotonu. Wyjdzie, że na jeden foton "gwiazdowy" przypada ok. 105 fotonów CMB. Nie ma tu żadnej sprzeczności. Wystarczy sobie uświadomić ile razy mniejszą energię ma taki foton od fotonu "gwiazdowego".

P.S. Zgodność obserwacji CMB z modelem Wielkiego Wybuchu doczekała się dawno temu nagrody Nobla.

Znalazłem jeszcze w pewnych notkach oszacowanie gęstości fotonów CMB na 400 w cm3.

Edited by Szedar

Share this post


Link to post
Share on other sites

Można jeszcze prościej: rozkład Plancka podzielony przez energię fotonu i scałkowany daje N = 20.3 T3 (w cm-3), co można zastosować wprost, ponieważ CMB jest z grubsza promieniowaniem izotropowym - świeci z każdego punktu na niebie.

Edited by Szedar

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 1.12.2018 o 20:30, Szedar napisał:

Można jeszcze prościej: rozkład Plancka podzielony przez energię fotonu i scałkowany daje N = 20.3 T3 (w cm-3), co można zastosować wprost, ponieważ CMB jest z grubsza promieniowaniem izotropowym - świeci z każdego punktu na niebie.

Wymiękłam ;)
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

20,3*2,73 to właśnie ok. 400, ale jeśli ktoś woli, to:

https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background

Cytat

Most of the radiation energy in the universe is in the cosmic microwave background [...] Density of energy for CMB is 0.25 eV/cm3[17] (4.005×10−14 J/m3) or (400–500 photons/cm3[18]).

 

Założę się, że każdy pewnie widział CMB:

http://nighstars.pl/2015/10/17/szum-w-radiu-i-tv-skad-pochodzi/

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


×
×
  • Create New...