Bezugsrahmen für den kosmischen Neutrino-Hintergrund

Es ist bekannt, dass es einen Referenzrahmen gibt, in dem der Gesamtimpuls des kosmischen Mikrowellenhintergrunds Null ist (eine grundlegende Tatsache der speziellen Relativitätstheorie, die auf eine Ansammlung masseloser Teilchen angewendet wird) und die Strahlung homogen und isotrop ist. Dies kann an der Dipolanisotropie beobachtet werden.

Auch Neutrinos wurden kurz nach dem Urknall von der Materie entkoppelt, und daher müssen Reliktneutrinos einen kosmischen Neutrino-Hintergrund bilden ( C v B ). Diese Neutrinos sind mit der derzeitigen Technologie extrem schwer, wenn nicht sogar unmöglich, nachzuweisen.

Der C v B definiert auch einen Referenzrahmen mit einem Gesamtimpuls von Null. Wird erwartet, dass dieser Referenzrahmen mit dem von CMB zusammenfällt?

können Sie bitte einen Link für die Behauptung geben "es gibt einen Referenzrahmen, in dem der Gesamtimpuls des cmb Null ist"
@annav Zum Beispiel arxiv.org/abs/1008.1183 (und viele Posts auf dieser eigenen Seite...)
Ja, wir erwarten in der FRW-Kosmologie im Allgemeinen, dass die beiden Rahmen gleich und gleich dem "mitbewegten Rahmen" sind.
Ich würde nicht vermuten, da AFAIK die Neutrinos nicht streng masselos sind, weshalb ihr Geschwindigkeitsvektor zeitähnlich sein muss.
Beachten Sie, dass der CMB erstaunlich gleichmäßig ist und dass die Schwankungen, die Sie in der WMAP-Darstellung sehen können, stark übertrieben sind. Darauf hat Ethan Siegel hier hingewiesen . Ergo gehe ich davon aus, dass der CνB-Referenzrahmen mit dem des CMB übereinstimmt.

Antworten (2)

Wie in dieser Antwort diskutiert wird, wäre das "Ruhesystem" des kosmischen Neutrinohintergrunds dem durch den kosmischen Mikrowellenhintergrund definierten sehr ähnlich, wenn Neutrinos sehr leicht wären (z < 0,1 eV). Die Sonne würde sich in Bezug auf dieses Koordinatensystem mit etwa 370 km/s bewegen.

Aber wenn Neutrinos massereicher wären (etwa 1-2 eV erreichen), dann wird erwartet, dass sie sehr nicht-relativistisch sind mit Geschwindigkeiten, die mit der Fluchtgeschwindigkeit der Milchstraße vergleichbar sind. Unter diesen Umständen würden sie sich um die Milchstraße anhäufen und ein Ruhesystem haben, das dem der Milchstraße selbst ähnlicher wäre – dh sie würden die Galaxie umkreisen und die Sonne würde sich im Durchschnitt mit etwa 220 km/s bewegen bezogen auf das durchschnittliche Neutrino.

Gegenwärtig liegen die Neutrino-Ruhemassen wahrscheinlich irgendwo zwischen diesen Extremen, und daher wird angenommen, dass der kosmische Neutrino-Hintergrund eine kleine Dipolanisotropie hat, die in Bezug auf die des kosmischen Mikrowellen-Hintergrunds etwas versetzt sein wird. Damit meine ich, dass, wenn Sie die vom CMB implizierte Dipolanisotropie abziehen würden, Sie immer noch eine Anisotropie im C haben würden v B.

Die Grundannahme des kosmolokalen Urknallmodells ist, dass der CMB von einer einheitlichen Schwarzkörperstrahlung abweicht, die in der Karte beobachtet wird

cmb

All-Sky-Karte des CMB , erstellt aus 9 Jahren WMAP-Daten.

sind ein Relikt der Materiedichte zur Zeit der Photonenauskopplung, etwa 380000 Jahre nach dem BB. Im Gegensatz dazu würde die Neutrino-Entkopplung, wenn der kosmische Neutrino-Hintergrund gemessen werden könnte, etwa eine Sekunde nach dem BB erfolgen.

Die Topologie der Dichte des Spannungsenergietensors, der das Universum 1 Sekunde nach dem BB beschreibt, kann nicht die gleiche sein wie die von 380.000 Jahren, da elektromagnetische und Gravitationskräfte in dem Intervall sehr aktiv wären. Neutrinos würden einen Schnappschuss bei 1 Sekunde vom BB geben.

Daher hat jedes vermutete Ruhesystem von CMB eine geringe Wahrscheinlichkeit, dasselbe zu sein wie für ( C v B ) . Denken Sie an Formen im Flüssigkeitsstrom. Sie sind stromabwärts unterschiedlich.

Ich verstehe diese Antwort nicht. Was meinst du mit "geringer Wahrscheinlichkeit gleich zu sein"? Offensichtlich haben sie die Wahrscheinlichkeit Null, GENAU gleich zu sein. Dennoch sollten sie sehr nahe daran sein, gleich zu sein, und an der Grenze, wo das Universum homogen und isotrop ist, werden sie genau gleich sein. Sind Sie einverstanden?
Verzeihen Sie, aber würde dies nicht auch die Grenze von masselosen Neutrinos erfordern? Ich denke, da die CMB-Geschwindigkeit Null ist und die Neutrino-Massengeschwindigkeit ungleich Null zeitähnlich ist, müssen sich die mitbewegten Rahmen unterscheiden. Ist das falsch?
@Ihle Denken Sie an Farbkleckse in einem fließenden Fluss. Ihre Formen sind verzerrt. Eine Momentaufnahme der Blobdichte zu Beginn der Strömung wird anders sein als eine Momentaufnahme zehn Minuten flussabwärts. Sie können also nicht den gleichen Impulsvektor bilden.
@ErikJörgenfelt Ich glaube, Sie haben Recht, dass die Tatsache, dass Neutrinos eine Masse haben, in das Problem eintreten wird. Aber Ruherahmen hängen von der unveränderlichen Masse des gesamten Konglomerats ab, je mehr als ein Photon eine unveränderliche Masse definieren, obwohl sie masselos sind (denken Sie an die )
das sollte "denke an den pi0" sein
Bezugsrahmen für den kosmischen Neutrino-Hintergrund
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