¿Neutrinos de fondo primordial de la órbita en halos de materia oscura?

Question

Según Wikipedia, los neutrinos separado de otro asunto segundos después del Big Bang, y se formó un fondo diferente campo de radiación que ahora llena el espacio a una temperatura de ~2 K.

Suponiendo que los neutrinos tienen una masa de reposo de 2 eV/c², que debe viajar a una velocidad media

$$v_\nu = c \sqrt{2 \cdot k \cdot \frac{2\mathrm{K}}{2 \mathrm{eV}}} \approx 4 \cdot 10^6 \mathrm{m/s}$$

A mí me parece que como los neutrinos lento debido a la expansión métrica del espacio, que debe ser de agrupación en clústeres en órbitas alrededor de las galaxias. Las galaxias distantes se debe mostrar el efecto menos debido a que los neutrinos se va más rápido en el tiempo.

Es esto correcto?

Según el mismo artículo de la Wikipedia, el fondo de neutrinos originalmente tenía una energía de 2.5 MeV y estaban en equilibrio térmico con los electrones, positrones y fotones. Así, mientras que una vez representaron una cuarta parte de la masa-energía del Universo (o la mitad, porque hay tres sabores?), su actual, esencialmente resto de la masa es de menos de una millonésima parte de ella.

Eso es demasiado poco para hacerse un hueco en el misterio de la materia oscura, o incluso observar el efecto dependiente del tiempo que acabo de mencionar, ¿verdad?

También, galáctica órbitas no son métricamente ampliando, así, esta esencialmente las trampas que los neutrinos alrededor de cualquier galaxia en una cáscara esférica con el radio orbital y la velocidad depende de la galaxia de la masa. Un neutrino que va demasiado rápido va a escapar y pasar un galaxy, pero al momento de llegar a la siguiente galaxia, será más desplazada hacia el rojo, y puede ser atrapado por la gravedad de. Entonces no ralentiza más porque el vecindario de una galaxia es geométricamente estable.

Si hay algo más grande para los neutrinos a la órbita, se podría estabilizar a una velocidad mayor, pero aún así no podía ser relativista, ¿verdad?

Puesto que nada (además de un montón de espacio vacío) puede ralentizar un neutrino, este establece un valor inferior límite de velocidad en todos los neutrinos en una galaxia o un cúmulo de galaxias, ¿verdad?

Answer 1

Hay varios signos de interrogación, aquí voy a tratar de analizar uno por uno.

1. 3er párrafo: sí y no. La agrupación depende de los siguientes dos energías -- (valor absoluto) potencial gravitacional de la galaxia $\phi$, y el kinetical la energía de los neutrinos $E_k$. El promedio de la energía de la reliquia de neutrinos $\bar{E}_k$ disminuye a medida que el universo se expande. $\phi$ crecería si sólo hay normal y la materia oscura. La combinación de estos dos, la agrupación de los neutrinos no ser significativa en los últimos universo -- dar el 'sí' parte. Pero, si nuestro estándar $\Lambda$MDL modelo resulta ser correcta, el crecimiento de las estructuras se está desacelerando en grandes escalas, y se ralentizará en galáctica escalas, y, finalmente, $\phi$ disminuirá. Se necesita entonces algunos de cálculo para ver si la agrupación de los neutrinos va a ralentizar o acelerar en algún momento en el futuro, de ahí el " no " de parte. Pero de nuevo, si $\Lambda$MDL el modelo es correcto, el estado final del universo es uniforme y sin ningún tipo de estructura, es decir, debe haber una ralentización período para el neutrino de la agrupación.

2. 4º párrafo: El promedio de la energía de los neutrinos aumentar con la temperatura del universo, de modo que puede estar bien por encima de 2.5 MeV -- este valor es de cierta importancia, quizás porque en torno a este valor los neutrinos quedar libre de colisiones con los electrones etc. A tan alta temperatura, de acuerdo a la equipartition teorema calculamos la fracción de la energía a través de contar los grados de libertad (dof) de todas las partículas, incluyendo los electrones (dp=2), positrones (dp=2), los neutrinos (tres generaciones, cada una con dof 1 dando total dof=3), antipartículas(dp=3), así como los fotones (dp=2). - Ahora veo la lógica de su resultado. Si no existe este factor de 7/8 adjunta a los electrones/neutrinos, la fracción de la energía de los neutrinos de hecho va a ser de 1/2 en ese momento. El 7/8 factor proviene de diferentes estadísticas satisfecho por los neutrinos/electrones (Fermi-Dirac) y los fotones (Bose-Einstein); debido a este factor, la fracción se convierte en 21/43.

3. 5º párrafo: el documento mencionado por @Chris White calcula el tiempo de evolución de neutrinos de la agrupación. La conclusión, sin embargo parecía ser acerca de la densidad de corriente de perfil; pero incluso el neutrino agrupación de hoy en día es difícil observar -- los neutrinos son todavía muy pocas, por no mencionar el tiempo de evolución.

4. dos preguntas en los dos últimos párrafos: la temperatura, 1.9 K, indica un promedio de la energía cinética. No puede ser arbitrariamente superior y arbitraria de baja energía reliquia de los neutrinos que este valor indica; esta es una de Fermi-Dirac problema de distribución.

[editar nota]: la Baja velocidad de los neutrinos y el fuerte campo gravitatorio de la galaxia hacer la captura más fácil, pero son insuficientes para la captura a suceder. Imagina un neutrinos procedentes de un cero-$\phi$ lugar; su energía siempre será positivo. Va a caer en la galaxia y se caen con el tiempo, si no hay colisiones que le pasó. Para capturar un neutrino de una galaxia, como es la captura de un satélite de un planeta, que es un problema clásico y consiste en 3-cuerpo interacciones.