Я знаю, что температура Вселенной уменьшается из-за ее расширения после Большого взрыва, но после того, как я написал эту статью в АОП (обратите внимание, у меня нет доступа к журналу, поэтому я только что прочитал аннотацию) после читая это я совсем запутался.
СМИ сообщают , что:
Исследование, проведенное Центром космологии и физики астрочастиц Университета штата Огайо, показывает, что «Вселенная становится все горячее». Это большое открытие произошло на фоне беспокойных исследований ученых по термической истории Вселенной за последние 10 миллиардов лет.
Также было заявлено, что:
Исследование также объяснило, как с эволюцией Вселенной гравитация стягивает темную материю и газ в космосе вместе в галактики и скопления галактик. Тяга настолько сильна, что все больше и больше газа сотрясается и нагревается. Ученые использовали новый метод для измерения температуры газа дальше от Земли. Затем ученые в ходе исследования сравнили эти измерения с газами, расположенными ближе к Земле и в настоящее время. Они сказали, что «вселенная со временем становится горячее из-за гравитационного коллапса космической структуры, и нагрев, вероятно, продолжится». Данные Планка и Слоановского цифрового обзора неба использовались для наблюдения за тем, как повышается температура Вселенной. Вселенная нагревается из-за естественного процесса образования галактик и структуры.
• Нарушает ли это косвенно принцип охлаждения Вселенной из-за расширения? Или это просто дополнительный фактор в небольшой области нашего пространства? Или это уже давно происходит как закономерное явление?
• Может ли кто-нибудь объяснить мне весь феномен более научно/или каким-либо более научным объяснением, чем то, что я нашел?
• Если выводы верны, то каковы вероятные последствия?
Я надеюсь внести ясность в статью, может быть, по наивности я не понял ее полностью, кроме ответа приветствуются дальнейшие предложения.
Существует разница между «температурой Вселенной» и температурой космического микроволнового фонового излучения (CMBR).
Первая может быть изменена физическими процессами, происходящими во Вселенной и, например, преобразованием потенциальной энергии гравитации или высвобождением энергии связи ядер в тепловую энергию частиц. С другой стороны, температура реликтового излучения является фиксированной, когда она формируется и изменяется только в результате истории расширения Вселенной; он представляет собой температуру излучателя черного тела с тем же спектром, что и реликтовое излучение.
В исследовании, на которое вы ссылаетесь, «температура Вселенной» представляет собой взвешенную по плотности среднюю температуру электронов и имеет порядок K. Эти электроны нагревались посредством различных физических процессов, в конечном итоге связанных с образованием скоплений галактик, галактик и звезд (например, сверхновых или бесстолкновительного ударного нагрева в гравитационно-ускоренных потоках - Кравцов и Йепес 2000; Быков и др . 2008 ), и время их остывания велико по сравнению с возрастом Вселенной.
Спектр реликтового излучения, напротив, сформировался примерно через 400 000 лет после Большого взрыва, был по существу зафиксирован в этой точке (около 3000 К) и только впоследствии видоизменялся в результате истории расширения Вселенной, которая растягивала длины волн, приводя к температуре охлаждения ( в настоящее время 2,7 К).
Две температуры были бы одинаковыми в эпоху, когда формировался реликтовый фон, но с тех пор они разошлись, потому что материя стала фактически прозрачной для реликтового излучения и разъединилась. Согласно статье , на которую ссылается вопрос, средняя температура электронов, взвешенная по плотности, увеличилась примерно в 3 раза между и сегодняшний день; от от К до К. За тот же период реликтовое излучение охладилось бы с 5,4 К до 2,7 К.
Это полезный отзыв :
Новое исследование международной группы исследователей, включающей сотрудников Института физики и математики Вселенной им. Кавли (Kavli IPMU), предполагает, что средняя температура газа в крупных структурах Вселенной за последние 8 миллиардов лет, чтобы сегодня достичь около двух миллионов Кельвинов.
курсив мой
....
Исследование показало, что около восьми миллиардов лет назад (при красном смещении z = 1) средняя температура электронов составляла около 700 000 кельвинов, а сегодня она выросла примерно до двух миллионов кельвинов. Кроме того, ученые определили, что его эволюция почти полностью обусловлена ростом структур, так как газ нагревается от ударов при разрушении крупномасштабных структур.
Поскольку это факт, что космическое микроволновое излучение составляет несколько кельвинов, должно быть очевидно, что речь идет о газе вокруг больших структур. Обычная температура, измеренная на временных шкалах Большого взрыва, — это температура космического микроволнового излучения.
Так что это две разные «температуры Вселенной», насколько я понимаю, температура электронного газа, не связанная напрямую с температурами, используемыми для описания расширения Большого Взрыва, и охлаждение космического микроволнового излучения со временем.
Я надеюсь, что астрофизик ответит, чтобы прояснить ситуацию.
Вы можете определить довольно много «вселенских температур»:
Все эти вещи так или иначе "отвязаны" друг от друга - т.е. они не могут обмениваться значительным количеством энергии в течение наблюдаемого промежутка времени, поэтому сохраняют свою разную температуру. (2) и (4) могут даже содержать более одной популяции частиц, отделенных друг от друга и имеющих разные температуры.
В рассматриваемой статье речь идет о температуре электронов вокруг крупных космических структур.
Имейте в виду, что температура других более или менее обычных вещей в том же регионе может быть совсем другой. Если у вас в том же месте есть какая-то пыль, вполне возможно, что она будет около температуры реликтового излучения. Газ просто недостаточно плотный, чтобы обеспечить эффективный теплообмен.
Анна В