Фракция ионизации гелия в альтернативе, он доминировал в ранней вселенной

Меня попросили проверить выражение для доли ионизации гелия во Вселенной, в которой гелий преобладает над барионным веществом.

Мне дано, что доля ионизации Икс знак равно н ЧАС е + н ЧАС е + + н ЧАС е с заданной энергией ионизации Вопрос ЧАС е , а плотности чисел по формуле н я знак равно грамм я ( м я к Б Т 2 π ) 3 / 2 опыт ( м я с 2 к Б Т ) . Также отношение барион-фотон в этом случае равно η знак равно 4 ( н ЧАС е + + н ЧАС е ) н γ .

Я пытаюсь показать, что, собрав все это вместе, я получаю что-то с формой:

п ( 1 Икс Икс 2 ) знак равно А + п ( η ) Б п ( Вопрос ЧАС е к Б Т ) + Вопрос ЧАС е к Б Т . куда А и Б являются константами.

Когда я все подключил, я получил 1 Икс Икс 2 знак равно н γ 8 η опыт ( Вопрос ЧАС е К Б Т ) , который дает:

п ( 1 Икс Икс 2 ) знак равно п ( н γ 8 ) + п ( η ) + Вопрос ЧАС е к Б Т

Любые идеи о том, где я мог ошибиться?

Здесь есть люди, которые, вероятно, могли бы ответить на этот вопрос, однако мне кажется, что это больше похоже на вопрос для стека физики.

Ответы (1)

Мой ответ неполный (но все же, возможно, полезен, публикую только потому, что у меня недостаточно «баллов» для комментариев).

Я немного поработал с математикой, но не стал заменять термины n и eta. Однако, судя по результату внизу этой страницы, он выглядит как биномиальное расширение (усеченное расширение Тейлора). Ссылка показывает наивысший порядок ваших терминов (что нормально, поскольку термины более высокого порядка обычно можно рассматривать как незначительные) с тем же шаблоном +/-, который вы ожидаете в своем ответе.

Большое спасибо, я буду работать над этим и сообщу вам, как это работает. Я всегда забываю о расширении Тейлора...