Después de los datos de la microonda cósmica el fondo se ha recogido por WMAP o Planck, ¿qué tipo de análisis es necesario para llevar a cabo con el fin de deducir la densidad de materia oscura fría y la distribución de materia en el universo? ¿En otras palabras - como la CMB anisotropía mediciones nos da evidencia de la existencia de la materia/energía oscura? (También es bienvenida cualquier otra explicación sobre el análisis de datos).
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
chgreer
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21
La física de la CMB es muy simple. Para una buena introducción, me gustaría recomendar Wayne Hu páginas web que hablar de todo esto y más.
Planck, WMAP, y otros CMB experimentos de medir el brillo de un campo de radiación que se prevé en un Universo en expansión. La intensidad de la radiación de un cuerpo negro irradia a una determinada temperatura, por lo que la señal se cuantifica como una medición de la temperatura.
La introducción está aquí: http://background.uchicago.edu/~whu/beginners/introduction.html
Un resumen:
En el modelo simple de la CMB, hay esencialmente tres cosas que importan desde el principio: "oscuro" de la materia (DM), "regular" de la materia (es decir, la materia que interactúa consigo mismo y con los fotones, también conocido como bariones), y los fotones (luz). El Universo, gracias a la inflación, empieza muy, pero que no es perfectamente lisa. Hay poca densidad de mejoras en contra de este fondo suave. Hay más de DM de bariones, por lo que la materia oscura en el overdense regiones se colapsa, formando densas regiones. Los bariones seguir adelante para el paseo. En algún punto, el asunto empieza a calentar y proporciona una presión de apoyo en contra de la materia oscura colapso gravitacional. En efecto, esto provoca una oscilación "rebote" para algunos de estos overdense regiones.
Al mismo tiempo, el Universo se está expandiendo y enfriando. En algún momento, el Universo se enfría hasta el punto donde los protones y electrones se combinan para formar Hidrógeno (recombinación). En este punto, los fotones están ya ligados a la materia, y de que stream directamente a través del Universo (más o menos) hasta que se introduzca un telescopio. Desde el CMB es a partir de este instante de la recombinación, hay un corte brusco a las oscilaciones temprano. La fuerza y el tamaño de las oscilaciones es básicamente lo que Planck medidas. La proporción de materia oscura para regular la materia se establece por las alturas relativas de las oscilaciones. (Más regular de la materia significa una despedida más grande. Más de materia oscura significa una mayor compresión.)
La evidencia de que la Energía Oscura es un poco más complicado. Sin embargo, en el nivel más básico, el modelo simple descrito anteriormente predice un tamaño muy específico para las regiones que tienen el tiempo para contraer entre el Big Bang y la recombinación. Midiendo el tamaño aparente de estas regiones en el cielo, se puede estimar que la curvatura del espacio entre el telescopio y el CMB. Si el Universo no está curvado, la densidad de energía en el Universo es igual a la densidad crítica (es decir, solo hay suficientes cosas como para provocar que el Universo en expansión a costa de un 0 de expansión al infinito). El CMB se muestra la materia representa el 30% de la densidad crítica y el total es 1. Por lo tanto "algo más" es del 70%, y la Energía Oscura es una conveniente explicación (aunque no la única explicación).
Planck de la medición es un poco más complicado. Como Planck tiene mejor resolución que el WMAP, es capaz de contar un poco más acerca de las cosas. Esto es debido a que en grandes escalas, sondeado por todo el cielo de las encuestas, los de física que he mencionado anteriormente asuntos. Como llegar a escalas más pequeñas (pequeñas manchas en el cielo) "local" de la física domina. Como un ejemplo, las galaxias en entre nosotros y el CMB le puede observar la gravedad de la lente de la luz de la CMB, que añade información acerca de la estructura a gran escala entre nosotros y el CMB, que proporciona alguna información sobre la Energía Oscura. Los cúmulos de galaxias son un ejemplo de esto, y su densidad depende mucho de la Energía Oscura porque se tardan mucho tiempo en formarse.
Espero que esto ayude.
