Wie viele Prozent des sichtbaren Lichts, das die Erde erreicht, stammen von anderen Sternen als der Sonne?

Ich kenne die genaue Zahl nicht, aber ich möchte die Behauptung von Johannes, dass der Prozentsatz viel geringer ist, durch eine Berechnung untermauern.

Das meiste Licht kommt wohl von der Milchstraße – insbesondere von dem Streifen, der der Galaxie ihren Namen gab. Der Durchmesser der Milchstraße beträgt 100.000 bis 120.000 Lichtjahre, also ist die Entfernung des mittleren Sterns etwa 50.000 Lichtjahre von uns entfernt. Das ist ungefähr$3\times 10^{9}$mal länger als diese 500 Sekunden für die Sonne. Man muss das Entfernungsverhältnis quadrieren, um das Lichtleistungsverhältnis zu erhalten, ungefähr$10^{17}$, zwischen der Sonne und dem typischen Stern der Milchstraße. Sogar wenn$10^{-17}$wird mit der Anzahl der Sterne in der Milchstraße multipliziert, etwa$1-4\times 10^{11}$Sterne bekommt man$1-4$Teile pro Million des Lichts, auch unter der Annahme, dass die Sonne ein Stern mittlerer Größe ist. Meine Schätzung ist 3 Größenordnungen höher als die von Johannes, aber immer noch deutlich kleiner als 0,5 %.

Nur zur Überprüfung, Sirius ist der hellste Stern am Himmel. Sie ist 25-mal heller als die Sonne, aber sie ist 9 Lichtjahre entfernt, das heißt$500,000$mal weiter als die Sonne. Quadriere es und teile 25 durch es, um zu erhalten$10^{-10}$. Das ist der Anteil des Sonnenlichts, das von Sirius erhalten wird. Sie sehen, dass es viel kleiner ist als das Ergebnis für die generischen Milchstraßensterne oben, daher ist es unwahrscheinlich, dass einzelne helle (und meist nahe gelegene) Sterne die statistische Schätzung kippen. Der schwächste Punkt der statistischen Schätzung ist, dass die Sonne nicht ganz der durchschnittliche Stern ist.

Man kann auch den Beitrag von anderen Galaxien überprüfen. Es gibt ungefähr$2\times 10^{11}$Galaxien im Universum. Aber selbst wenn Sie entscheiden, dass die durchschnittliche Entfernung von uns nur 5 Milliarden Jahre beträgt, weniger als die Hälfte des Alters des Universums, ist sie 100.000 Mal weiter als der durchschnittliche Milchstraßenstern, der oben diskutiert wurde (50.000 Lichtjahre). Quadrieren Sie es, um es zu bekommen$10^{10}$für das Verhältnis. Wenn Sie multiplizieren$10^{-10}$durch$10^{11}$, schlussfolgern Sie tatsächlich, dass das gesamte Licht von anderen Galaxien etwa 10-mal größer ist als das gesamte Licht von der Milchstraße. Aber das ist wahrscheinlich eine Überschätzung, weil ein Großteil des sehr weit entfernten galaktischen Lichts rotverschoben und absorbiert ist und die älteren Galaxien möglicherweise eine geringere Leuchtkraft haben. Auf jeden Fall ist es unwahrscheinlich, dass sie uns über 1/100.000 des Sonnenlichts bringen werden.

Lassen Sie mich schließlich, anstatt noch weiter entfernte Sterne zu versuchen, erwähnen, dass es auch den Mond am Himmel gibt. Es dominiert tatsächlich oder fast dominiert die Leuchtkraft in der Nacht, außer bei Neumond oder Finsternissen. Im Durchschnitt erhalten wir 1 Milliwatt vom Mondlicht, was 1/300.000 der 342 Watt der Sonne entspricht (gemittelt über Orte, Jahreszeiten, Tageszyklen). Das ist ungefähr das Gleiche, was ich für den gesamten Sternenstreifen in der Milchstraße bekommen habe – 3 Teile pro Million der Sonne – aber meine Schätzung der Sterne war wahrscheinlich zu hoch und ich glaube, dass der Mond heller ist als die Milchstraße zusammen.

Laut dieser Seite http://en.wikipedia.org/wiki/Apparent_magnitude sollte es bei etwa 0,000001 % liegen. Weil die "gesamte integrierte Helligkeit des Nachthimmels von der Erde aus gesehen" -6,5 beträgt und die Sonne -26,74. 2,512^20,24 = 125 Millionen.

Das Verhältnis von Sternenlicht zu Sonnenlicht ist viel, viel kleiner als 0,5 %. Ein Wert von 0,0000001 % ist viel genauer .

Gemäß Ahads Konstante = 1/300 Vollmond

Ahads Konstante = (Größe der Sterne) + (Größe der Milchstraße)

= (-6,0) + (-5,1) = -6,5 mag netto (1/300 eines Vollmonds).

Wenn Sie die winzigen Lichtmengen von jedem einzelnen Stern addieren, der über die gesamte sphärische 360-Grad-Himmelssphäre um Sie herum sichtbar ist, würde der Gesamtfluss ungefähr AC entsprechen. Es ist einfach die Gesamtmenge an Licht, die ein Beobachter im lokalen interstellaren Raum visuell wahrnehmen würde, wenn er sich außerhalb der hellen Nachbarschaft unserer Sonne befindet.

Der Teil Ihrer Frage zum nicht sichtbaren Licht liefert (zumindest für mich) ziemlich überraschende Ergebnisse! :

Vergleichen Sie die Leistung der Sonne mit dem kosmischen Mikrowellenhintergrund ("CMB"), wobei Sie beide als Schwarzkörperstrahler betrachten:
Die Temperaturen betragen 2,725 bzw. 5778 K (Wikipedia :))
Der Raumwinkel des CMB ist offensichtlich$4\pi$. Der Durchmesser der Sonne von der Erde aus gesehen beträgt laut Wikipedia 32' (= 32/60 Grad), was einen Raumwinkel von ergibt$6.8\cdot 10^{-5}$. Dies würde ein Verhältnis in den Winkeln von ergeben$5.4\cdot 10^{-6}$.
(Um genau zu sein, brauchen wir hier einen Faktor von 1/2 mehr, da das Sonnenlicht nur von der Hälfte der Erde absorbiert wird, während das CMB immer "scheint". Ich werde also ein Verhältnis von verwenden$2.7\cdot 10^{-6}$. Ignorieren Sie den Faktor 1/2, wenn diese Argumentation zu kompliziert erscheint)

So erhalten wir ein Verhältnis der Strahlungsleistung von

Verglichen mit 125 Millionen von SpiderPig (was definitiv die genauere Antwort ist), bekomme ich das erstaunliche Ergebnis, dass der CMB mehr als doppelt so stark "strahlt" wie alle anderen Sterne zusammen!

PS: Die Begründung für das Verhältnis von CMB zu anderen Sternen ist natürlich etwas schwierig...
Der Wert für die Sterne ergibt sich aus Messungen mit sichtbarem Licht, der andere Wert basiert auf der Gesamtleistung eines Schwarzkörpers. Das Verhältnis stimmt also nur, wenn die Sterne die gleiche Temperatur wie die Sonne haben (oder genauer gesagt, wenn das Verhältnis von sichtbarer Leistung zu Gesamtleistung gleich ist). Da das Licht der Sterne weniger sichtbar ist als das der Sonne (witzigerweise "per Definition" :) - es ist die evolutionäre Definition von sichtbar!), produzieren sie wirklich mehr Energie, als wir sehen (dh die 1 bis 125 Millionen der Sonne). . Das Verhältnis könnte also (vielleicht viel) kleiner als zwei sein, aber es ist immer noch erstaunlich ...