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Comprender el fondo CMB como marco de referencia

Nos dicen que la Tierra está en movimiento relativo con respecto a la radiación cósmica de fondo de microondas (CMB), causando las anisotropías del CMB espectro. Tengo cuatro preguntas muy sencillas sobre esto.

  1. ¿Cómo es posible para el tratamiento de la CMB, un baño de cuerpo negro de los fotones en el espacio, como un marco de referencia? En particular, este marco debe estar en reposo con respecto a algo. ¿Qué es esa cosa?

  2. ¿Qué queremos decir por las anisotropías en un espectro de cuerpo negro?

  3. ¿Por qué debería de nuestro movimiento causa de la anisotropía, y, en particular, dipolo de anisotropía?

  4. ¿Cómo podemos expresar cuantitativamente la anisotropía?

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Mickeysofine Puntos 57

Individuales de los fotones, ciertamente, no tienen un marco del resto. Sin embargo, hay un resto marco en el que el CMB es casi perfectamente isotrópica (las desviaciones de un espectro de cuerpo negro perfecto, son del orden de 1 parte en 100.000), y, por comodidad, es lo que llamamos el marco del resto de la CMB.

Ese marco es esencialmente el marco del resto de plasma que emite el CMB, es decir, la superficie de última dispersión, ajustado por el Hubble de flujo.

Nuestro movimiento causa de la anisotropía a través de un simple desplazamiento Doppler: el CMB fotones procedentes de la dirección en que estamos actualmente dirige hacia obtener blueshifted, los fotones en la dirección opuesta obtener desplazado hacia el rojo.

De la Tierra a la velocidad con respecto a que el marco es un poco complicado, porque estamos en órbita alrededor del Sol, que está en órbita dentro de la galaxia, que tiene su propio movimiento en el grupo local, etc. Por supuesto, todos estos movimientos son los que operan a diferentes escalas de tiempo, y diferentes velocidades. El período más corto que el efecto es, por supuesto, debido a nuestra órbita alrededor del Sol, pero en nuestra órbita de la velocidad es bastante tranquilo en comparación con el resto de los movimientos que he mencionado. Así que hay notable variación anual en la cantidad exacta y la ubicación de la anisotropía, pero el escaso período de alta velocidad, los movimientos son los principales factores que controlan la anisotropía.


Esta famosa imagen (de la Wikipedia)

CMB

muestra el CMB después de que la anisotropía corregido. El 1 de 100,000 piezas de variaciones que he mencionado anteriormente se amplifican enormemente, de lo contrario, la imagen sería totalmente uniforme. Esta ampliación sólo puede hacerse después de la anisotropía de la indemnización, de lo contrario, la anisotropía iba a dominar totalmente la imagen.

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aceinthehole Puntos 1460

Primero de todo, ¿cómo es posible pensar en la CMB, un baño de cuerpo negro (BB) de los fotones en el espacio, como un marco de referencia? No muy a la altura de mi noción Newtoniana de marcos de referencia.

Pero no es así. Las referencias del marco de $X$ es uno donde $X$ cero, con ímpetu, y un fotón de baño tiene un apreciable impulso y seleccionando el cuadro de la derecha que puede ser hecha a ser cero.

¿Qué queremos decir por las anisotropías en un BB espectro? Pequeñas desviaciones de la BB de distribución?

y

¿Por qué debería de nuestro movimiento causa de la anisotropía?

La isotropía es una condición de ser la misma en todas las direcciones. Desde el punto de vista de los observadores no en el marco de la CMB, los fotones de una dirección son de color azul cambiado, aquellos que desde la dirección opuesta son de color rojo turno1, y los que no en la línea de movimiento relativo son parcialmente Doppler cambiado y exhibición angular de la aberración (término de búsqueda "de Lorentz de enfoque").

Todos estos efectos hacen que la vista en distintas direcciones.


1 curso De diferente longitud de onda de los diferentes medios de impulso, por lo que estos efectos están vinculados a estar en el frame en el que el CMB tiene diferentes impulso de la red.

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agrublev Puntos 508

Si estás en movimiento con respecto a la CMB, verás los fotones delante blueshifted un poco y los que detrás de usted redshifted. Vemos esto, y la tierra parece estar en movimiento ~ 600 km/s con respecto a la CMB.

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