Eddingtonova temperatura prostora

Source: http://www.astro.ucla.edu/~wright/Eddington-T0.html

Arthur Stanley Eddington, u posljednjem poglavlju svoje 1926 knjiga Interna Ustav Zvezdica, govori o difuzne materije u svemiru. Na prvoj stranici ovog poglavlja, Eddington izračunava efektivnu temperaturu od 3,18 K, ali to nema nikakve veze sa 2.725 K crnog spektar Kosmičke Mikrovalna Pozadini (CMB). Ovdje je citat onoga što Eddington zapravo rekao:

Ukupne svjetlosti koju smo dobili od zvezda se procjenjuje na ekvivalent oko 1000 zvijezda prve veličine. […] Prvo ćemo izračunati gustoću energije ovo zračenje. […] Prema tome, ukupno zračenje zvezda ima gustoću energije […] E = 7,67 10-13 erg / cm3. Po formuli E = T4 efektivna temperatura odgovara ovom gustoća 3.18o apsolutna. […] Radijacija u međuzvjezdanog prostora iznosi oko daleko od termodinamičke ravnoteže kao što je moguće zamisliti, i iako je njegova gustoća odgovara 3.18o mnogo je bogatiji u visoke frekvencije sastojaka nego ravnotežu zračenja te temperature.

Eddington onda određuje model za spektar njegovoj procjeni za međuzvezdanog polja zračenja koji je iscrtan plavom bojom na slici u nastavku.

graph of nu*J_\nu vs wavelength

Jasno je da je model Edingtona odgovara optičkim podacima, ali to Eddington nije predvidio ni CMB (crvena krivulja) ili međuzvezdanom prašine (ISD, zelena krivulja). U stvari, model Eddington je faktor više od 700 miliona puta premali na 2,64 mm talasne dužine CN tranzicije [vertikalne linije na lijevoj strani u parceli] gde je napravio mjerenja od 2,3 K u 1941. Nažalost, ova merenje Memphis nije ispravno tumače i CMB nije otkriven tek 1965.

U blizini jednakost gustinu energije je Starlight (Eddington plave kriva) i CMB je samo slučajnost. Polje svetlost zvezda zračenja koncentrirana u galaksijama poput Mliječnog puta, što je samo zauzimaju jedan dio na milion obima Svemira, dok je CMB ispunjava čitav svemir. Dijagram ispod pokazuje tri galaksije i fotona oni emituju bojama crvene, zelene i plave.

Tipičan line-of-vida za posmatranje CMB je prikazan u crno gore. Za gotovo sve linije vidljivosti zračenja zbog Starlight je vrlo mali, kao što je prikazano u položaju B. Međutim, polje zračenja raspravljati Eddington je unutar naše galaksije, kao što je prikazano u položaju A. Ovo je vrlo neobičan položaj s mnogo veći polja zračenja od tipične lokacije. Tako je 3.18 K efektivnu temperaturu međuzvezdanog polje zračenja nije više relevantan za CMB od 300 K efektivna temperatura međuplanetarnog prostora u blizini Zemlje. Ako je solarni sistem su bili neprozirni na milimetar talasne dužine CMB, mogli bismo da vidimo 300 K crnog; a ako je Mliječni put su neprozirne do mm valovi mogli bismo da vidimo 3,18 K crnog; ali ni solarni sistem, niti Mliječnog puta je neprozirna. Mi smo zapravo vidjeli izvora kako bi velike udaljenosti na talasnim dužinama milimetra, tako da znamo da svemir nije neprozirna dok se ne vratimo na visoke temperature i visoke gustoće koji su postojali neposredno nakon Velikog praska.

Gustoća zračenja na položaju B bi bili relevantni za CMB da li je bilo prašine zrna koja bi mogla apsorbirati ovo zračenje i ako su ovi zrna prašine bili u mogućnosti da zrači efikasno na milimetar talasne dužine CMB. Možemo procijeniti zračenja na B iz naše lokaciji na ako se pažljivo oduzeti sve “crvene” fotona da se utvrdi Cosmic InfraRed [i optičkih] pozadinskog zračenja (CIBR). Kako god,

  • Je CIBR je mnogo manja od CMB, tako da nema dovoljno energije.
  • Vidimo galaksije na velike udaljenosti u IR, tako da nema dovoljno prašine zrna da apsorbuju i reradiate na CIBR.
  • Zrna prašine u Mliječnom putu ne zrači efikasno na talasnim dužinama milimetra.

Tako je efektivna temperatura međuzvezdane zračenja u Mliječnom putu je irelevantan u kosmologija i Eddington se ne spominje u svom 1.933 knjizi, Širenje svemira. Ova knjiga govori o Eddington kosmološka model, koji počinje kao Ajnštajn statički model u kojem je odbojna kosmička konstanta samo balansira gravitacijsku privlačnost zbog bitno. Ali Eddington je pokazala da je ova ravnoteža je nestabilna, a model Einstein bi ili propasti ili započeti beskrajnim proširenje. Budući da je svemir uočena da se širi, Eddington pretpostaviti da je u početku statički Universe ispala iz ravnoteže u smjeru širenja.


© 2000-2006 Edward L. Wright.