связь температуры реликтового излучения и расширения Вселенной

[it]

Реликтовое излучение родилось более 10 миллиардов лет назад, когда Вселенная в целом была значительно плотнее и горячее, чем в нынешнюю эпоху. Тогда это было оптическое излучение горячего газа с температурой в несколько тысяч кельвинов, однородно заполнявшего всю Вселенную. В ходе расширения Вселенной температура реликтового излучения уменьшилась примерно в тысячу раз.

Кто-нибудь может объяснить, почему температура реликтового излучения уменьшается? Считается, что расстояние от Земли до Солнца за миллиарды лет не изменилось. Точно также считается, что размеры галактик не изменились. То же самое говорится про все гравитационно-связанные системы.
Размеры атомов за миллиарды лет вроде как тоже не изменились и длины волн, которые эти атомы излучают - также не изменились.

Так почему же должна меняться длина волны кванта реликтового излучения?

[зэро штэйн]

Так почему же должна меняться длина волны кванта реликтового излучения?

   Можно предположить ряд причин изменения длины волны фотона.
   Например:
   1) доплеровское смещение, которое зависит от скорости излучателя и приемника;
   2) «растяжение» фотона за миллиарды лет вместе с расширяющимся пространством Вселенной;
   3) отличная от нынешней «конструкция» излучателя (может быть все же предки наших элементарных частиц и атомов были намного больше, толще и т.п.)

[PowerPack]

Плотность уменьшилась - упала температура т.к. прежний объем энергии рассеян в большем объеме. Или я ошибаюсь?

[Vallav]

"Кто-нибудь может объяснить, почему температура реликтового излучения уменьшается?"

Распостраненное:
" Реликтовое излучение родилось более 10 миллиардов лет назад, когда Вселенная в целом была значительно плотнее и горячее, чем в нынешнюю эпоху. Тогда это было оптическое излучение горячего газа с температурой в несколько тысяч кельвинов, однородно заполнявшего всю Вселенную. В ходе расширения Вселенной температура реликтового излучения уменьшилась примерно в тысячу раз."

Ошибка.
Не может излучение охлаждаться при расширении Вселенной,
так как нет движущихся стенок, от которых излучение отражается.
Это излучение удаленных не успевших ( в момент излучения )
остыть областей Вселенной. Так как области эти от нас удаляются,
( имеют большое красное смещение ), до нас излучение доходит
сдвинутым в микроволновую область.
То есть, не охлаждение из за расширения, а сдвиг вследствии
удаления излучателя.

[интурист]

Не путайте реликт с принимаемым излучением от объектов.

[Vallav]

интурист:
"Не путайте реликт с принимаемым излучением от объектов."

Реликт - это достигшее Земли излучение ... от чего?
Отраженное от стенок Вселенной?
Вроде нет.
Излученное областями Вселенной, не успевшими остыть к моменту
излучения?
Вроде да.

[Рашпиль]

Наверное, реликт - это излучение  каждой точки Метагалактики. Интересно, реликтовое излучение от пространства ближайшего окружения дожно отличаться   от РИ дальнего космоса из-за эффекта Допплера?

[интурист]

Реликт-это как температура воды в баке, когда то нагрели, а теперь остывает.

[Vallav]

интурист:
"Реликт-это как температура воды в баке, когда то нагрели, а теперь остывает."

Вы были бы правы, если бы у Вселенной были стенки, от которых
излучение отражается.
Но таких стенок нет.
С чего Вы взяли, что излучение по Вселенной маячит туда-сюда?

Реликт - это излучение областей Вселенной, которые на момент
излучения не успели остыть.

Рашпиль:
"Интересно, реликтовое излучение от пространства ближайшего окружения дожно отличаться   от РИ дальнего космоса из-за эффекта Допплера?"

Пространство ближайшего окружения слишком остывшее для
для заметного излучения. А совокупная поверхность отдельных
горячих областей ( звезд ) слишком мала.

[зэро штэйн]

интурист:
"Реликт-это как температура воды в баке, когда то нагрели, а теперь остывает."

Вы были бы правы, если бы у Вселенной были стенки, от которых
излучение отражается.
Но таких стенок нет.
С чего Вы взяли, что излучение по Вселенной маячит туда-сюда?

  Что это за стенки особенные нужны? Мало что ли предметов, от которых можно отразиться? И в таком случае почему бы и не помаячить немного?
А вероятно оно по кругу летает, если Вселенная замкнутая гиперповерхность!

[it]

Плотность уменьшилась - упала температура т.к. прежний объем энергии рассеян в большем объеме. Или я ошибаюсь?

Насколько я понимаю, главная фишка реликтового излучения - это то, что оно как бы с момента рождения Вселенной ни с чем не взаимодействовало и на переизлучалось. Т.е. наблюдая реликт, мы как бы наблюдаем очень молодую вселенную (а не какие-то там переизлучения с переотражениями).
Вопрос мой в чем? Вот был фотон с некоторой энергией и длиной волны. Вот летал он 15 миллиардов лет, ни с кем не взаимодействуя. И вдруг выясняется, что энергия этого фотона почему-то уменьшилась в 1000 раз. А почему? Да, число фотонов в единице объема стало меньше, энергии в единице объема стало меньше. Но каков механизм потери энергии каждым отдельным фотоном?

Я хочу ещё усугубить проблему.
В космологии используется формула для адиабатического расширения фотонного газа.
                  V*T^3 = const
Эта формула получена при расмотрении некоего сосуда с нагретыми стенками. В качестве V подставляется объём Вселенной, в качестве  T - температура реликтового излучения. Красота!
Однако нужно тогда использовать и все прочие формулы, вытекающие из описанной модели.
Например, формулу для числа квантов в единице объёма:
                  n ~ 14*T^3.
Т.е. если за время существования реликтового излучения его температура упала в 1000 раз, то количество его квантов уменьшилось в миллиард раз. Куда эти кванты делись? Если есть стенка, это объясняется легко (поглотились стенкой). Но стенки-то нет!

[Kostyrko]

«Длина волны фотонов в ходе расширения Вселенной растёт так же, как и расстояние между галактиками: фотоны испытывают космологич. красное смещение, при этом их частота и энергия уменьшаются. При таком уменьшении частоты фотонов чернотельного излучения спектр излучения остаётся чернотельным, но его темп-ра уменьшается. Следовательно, раньше темп-ра излучения была выше, чем современная, к-рая, согласно данным наблюдений, близка к 3 К. Напр., в период, когда ср. расстояние между частицами было в миллиард раз меньше, чем сейчас, темп-ра излучения и вещества составляла примерно 3*10^9 К, а концентрация протонов и нейтронов превышала совр. ср. концентрацию на 27 порядков, т.е. была порядка 10^20-10^21 см^(-3), что превышает концентрацию частиц в земной атмосфере» (http://www.astronet.ru/db/msg/1188401).

[Рашпиль]

Пространство ближайшего окружения слишком остывшее для
для заметного излучения.

Куда уж больше, ... осталась пара Кельвин.

А совокупная поверхность отдельных
горячих областей ( звезд ) слишком мала.

И что, причём здесь это?

[lapay]

Насколько я понимаю, главная фишка реликтового излучения - это то, что оно как бы с момента рождения Вселенной ни с чем не взаимодействовало и на переизлучалось. Т.е. наблюдая реликт, мы как бы наблюдаем очень молодую вселенную (а не какие-то там переизлучения с переотражениями).
Вопрос мой в чем? Вот был фотон с некоторой энергией и длиной волны. Вот летал он 15 миллиардов лет, ни с кем не взаимодействуя. И вдруг выясняется, что энергия этого фотона почему-то уменьшилась в 1000 раз. А почему? Да, число фотонов в единице объема стало меньше, энергии в единице объема стало меньше. Но каков механизм потери энергии каждым отдельным фотоном?

Ни с чем фотоны не взаимодействуют и их количество и длинна волны не уменьшается. Они остались такими же, как только излучение отделилось от плазмы. А вот все твёрдые объекты - галактики, солнечная система, мы с Вами, непрерывно уменьшаемся под действием постоянной Хаббла. Поэтому для нас эти фотоны всё время "краснеют" и их температура падает.

[ivanij]

  А вот все твёрдые объекты - галактики, солнечная система, мы с Вами, непрерывно уменьшаемся под действием постоянной Хаббла. (цитата)

 А почему уменьшаемся? Что-то никогда и нигде раньше не встречал такой теории, это что-то новенькое или я просто пропустил?

[sergey_g]

Кто-нибудь может объяснить, почему температура реликтового излучения уменьшается? Считается, что расстояние от Земли до Солнца за миллиарды лет не изменилось. Точно также считается, что размеры галактик не изменились. То же самое говорится про все гравитационно-связанные системы.
Размеры атомов за миллиарды лет вроде как тоже не изменились и длины волн, которые эти атомы излучают - также не изменились.

Так почему же должна меняться длина волны кванта реликтового излучения?

Для этого и придуманна фишка с расширением пространства.
Да может и не было никакого БВ, это пока такая парадигма...

[PowerPack]

Объясните мне недалекому, как можно мерить температуру волны или эллементарной частицы? Вы не путаете температуру и энергию?

[farvam]

А вот все твёрдые объекты - галактики, солнечная система, мы с Вами, непрерывно уменьшаемся под действием постоянной Хаббла. (цитата)

 А почему уменьшаемся? Что-то никогда и нигде раньше не встречал такой теории, это что-то новенькое или я просто пропустил?
 
 

это он сам придумал.

«Длина волны фотонов в ходе расширения Вселенной растёт так же, как и расстояние между галактиками: фотоны испытывают космологич. красное смещение, при этом их частота и энергия уменьшаются.

А чего им расти и чего то испытывать? То какими мы видим эти фотоны зависит от нашей позиции и скорости относительно этих же фотонов. Но они об этом не знают и у них на этой почве происходят растяжения и смещения

[Vallav]

Странная модель используется.
С чего взято, что во Вселенной фотоны болтаются туда-сюда,
отражаясь от краев Вселенной?
Разве Вселенная - это ящик с зеркальными стенками?
Скорее Вселенная - это ящик с абсолютно черными стенками,
имеющими температуру около 3000 градусов ( температура
отрыва излучения от вещества ).
И реликтовое излучение - это дошедшее до нас излучение
этих стенок. А температура у дошедшего излучения меньше 3000
градусов потому, что стенки эти удаляются от нас с большой
скоростью.

[Kostyrko]

«Представления о форме и размерах Вселенной в современной науке являются остродискуссионными, предположительно протяжённость Вселенной составляет не менее 93 миллиардов световых лет, при наблюдаемой части всего в 13,3 млрд. св.л.» [Вселенная – Википедия]. В таком случае не нужны стенки, отражающие реликтовое излучение. Достаточно, чтобы «поверхность» Вселенной не пересекалась с поверхностью горизонта наблюдателя. За время 13,3 млрд. св.л. реликтовые фотоны из области вблизи наблюдателя достигли современного горизонта. А куда движутся реликтовые фотоны за пределами Вселенной? Вероятно, туда же, куда Вселенная расширяется.