Longitud de onda del CMB

[Visitante]

Re: Longitud onda CBM

Disculpad que intervenga otra vez.
En mi ultimo mensaje te escribi:
¨¨En cuanto a la relacion entre el ´Radio del Universo´, mejor
dicho, el factor de escala y el Tiempo...depende del Modelo escogido.¨
El calculo del Tiempo en funcion del factor de escala, que en tu caso
seria a=1/1100 depende basicamente de 3 variables: (Para un Modelo ´plano´).
La constante de Hubble. (Que puede valer entre 65 y 71 Km/seg Mpc).
El valor del parametro adimensional de la densidad de Energia de Materia.
(Que parece que vale entre 0.26 y 0.31).
El valor del parametro adimensional de la densidad de Energia Oscura.
(Que parece que vale entre 0.74 y 0.69).
Esto solo es valido mientras los componentes dominantes del Universo
sean la Materia y la Energia Oscura. Que en este caso va desde a=1 hasta
a=1/1100. (El momento del CMB). Antes de este momento, habria que
contemplar la componente de la Radiacion y la ecuacion seria diferente.
Luego, el Tiempo que te puede salir para el momento del CMB puede
variar entre por ejemplo, 300000 años y 400000 años.
Si has leido que el tiempo del CMB es exactamente 378000 años...
dependera de los valores de los parametros que el que lo haya calculado haya usado...
Un saludo.

[carroza]

Re: Longitud onda CBM

Hola.
A edades más tempranas de los 378000 años, toda la radiación (en todo el espectro electromagnético) estaba en interacción con el plasma de protones y electrones existente. Independientemente de que la interacción fuera mayor o menor para ciertas longitudes de onda, había una situación de equilibrio térmico, con lo cual el espectro de radiación se parecía mucho al del cuerpo negro a la temperatura correspondiente.

A partir de los 378000 años, o a los 3000 K, hay un cambio de fase relativamente brusco. Se pasa de un plasma a átomos neutros, que interaccionan mucho menos con la radiación. Con ello, la radiación queda libre, y contiene en su espectro todas las longitudes de onda, (desde rayos gamma hasta microondas) pero con un predominio de las longitudes de onda del infrarrojo cercano (espectro del cuerpo negro a 3000 K).

Desde los 378000 años hasta ahora, el universo se expande en un factor 1100, con lo cual la radiacion de fondo (todos los componentes de su espectro), pasa de una temperatura de 3000 K a 3000/1100 que es aproximadamente 2.73 K; el máximo pasa del infrarrojo cercano a longitudes de onda 1100 veces mas largas, o sea en el rango de las microondas.

Así que, efectivamente, todas las componentes del espectro de la radiación de fondo que había a los 378000 años (gamma, X, ultravioleta, visible, infrarrojo, etc), se estiran (en longitud de onda) un factor 1100, para dar lugar al espectro de radiación de fondo que tenemos ahora. Por ello tenemos actualmente un espectro de radiación de fondo que corresponde a un cuerpo negro a 2.73 K, que, aunque con probabilidades muy bajas, también tienen sus
gamma, X, ultravioleta, visible, infrarrojos, pero su máximo está en las microondas.

saludos

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

Efectiva tu respuesta que me parece raro el que en tantas veces cómo pedí explicación sobre este tema, tanto aquí como en otros foros nadie fuera tan claro.
Ya solo queda saber cómo se llegó a indagar lo que expandió el Cosmos entre el inicio del BB hasta estos 3000 K . Si se acepta que no se contempla la misma física conocida para los sucesos anteriores, es alucinante saber que entre el yoctosegundo a tempertura ignorada y los 3000 K transcurriera un valor en años entre 300.000 y 400.000.

Saludos de Avicarlos.

- - - Actualizado - - -
Esta respuesta Va dirigida a FVPI:

Vale tu detallada exposición de datos sobre los que nos basamos para conocimiento del desarrollo Cósmico. Y precisamente, sigue intrigándome tal como digo a carroza, el hecho de que se pueda dar como base cierta, el lapso entre el BB y el final de la inflación.
Máximo como ya se admite que la masa-energía existente , debía comportarse con leyes físicas quizá desconocidas.
Si el motivo es por haberse descubierto con matemáticas avanzadas, me habrás cerrado la boca pero no mi escepticismo.
Estoy más de acuerdo en que sean cifras estimadas a las que se les buscó una relación matemática, la cual según el autor oscila en unos valores, u otros no siendo pues de verdad absoluta.

Saludos de Avicarlos.

[Visitante]

Re: Longitud onda CBM

Bueno. Yo creo que:
Hay multitud de Modelos...pero todos los ´buenos´ estan basados en la
Relatividad General, la Metrica FRW, el Principio Cosmologico y la
MicroFisica.
Y lo que se hace es ir eliminando los Modelos que no se ajustan a las
observaciones. Por ejemplo, los que no tienen curvatura nula...
Y como no ´vemos´ electromagneticamente, mas alla
del tiempo del CMB, pues quedan unos cuantos que se ajustan a las
observaciones entre hoy y el pasado del tiempo CMB.
Por ejemplo, los que tienen una Omega_Masa entre 0.26 y 0.31
y una Omega_Lamda entre 0.74 y 0.69.
De todas formas, el tercer pilar de la Cosmologia moderna se apoya
en la Nucleogenesis. Y esta se produjo entre el tiempo del CMB y el
tiempo del confinamiento de los quarks en hadrones (10^-5 seg).
Asi que, aunque no podamos ´ver´ nada de esta epoca si se puede
deducir que paso de acuerdo con la abundancia de elementos ligeros
observada...
Quizas el Fondo Cosmico de neutrinos de mas pistas...
(Que es una vaca para un Fisico?
Una esfera de radio R, manchada de blanco y negro y moviendose
sin rozamiento...)
Perdon por esta broma ya conocida...espero que nadie se ofenda...
porque yo me incluyo...
Un saludo.

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

FVPI: Sigue gustándome que aportes datos para complementar los ya asumidos, y sigo también aguardando si la hay, explicación de cómo por la teoría que fuere, se llegó a calcular que entre el tiempo de Planck y final de la Inflación transcurrieron unos 400.000 años. De los nuestros actuales, por cuanto de los de aquella Era, ya cualquier cifra podría ser viable.

Incluso se me hace imposible, imaginar que en el tiempo de Plank, no existiera Energía cuantizada superior a la máxima conocida en la actualidad.

Saludos de Avicarlos.

[Visitante]

Re: Longitud onda CBM

Los cosmologos dicen que a los 10^-5 seg. ya se habia producido
la Gran Inflacion, ya se habían separado las 4 fuerzas y ya existian los
fermiones y los bosones como los actuales.Asi que, entre estos 10^-5 seg.
y el tiempo del CMB no hubo ninguna Inflacion...solo la expansion
normal.
En cuanto a si 10^-5 seg. es un intervalo de tiempo muy largo o muy corto,
creo que los fisicos dirian que depende de las circunstancias energeticas
del reloj del observador. (10^-5 seg son 10^-5 seg en todos los relojes
pero cuando los colocas juntos, es cuando hay diferencias en cuanto a la
hora que marcan).
Un saludo.

[carroza]

Re: Longitud onda CBM

FVPI: Sigue gustándome que aportes datos para complementar los ya asumidos, y sigo también aguardando si la hay, explicación de cómo por la teoría que fuere, se llegó a calcular que entre el tiempo de Planck y final de la Inflación transcurrieron unos 400.000 años. De los nuestros actuales, por cuanto de los de aquella Era, ya cualquier cifra podría ser viable.

Hola.

El modelo más utilizado, y plenamente consistente con los datos experimentales, es el modelo Lambda- Cold Dark Matter (Lambda-CDM).
http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda-CDM_model

Con este modelo, se predice una edad del universo de 377730 más menos 3200 años, para el instante del desacoplamiento radiación materia. Compara esto con 13.57 miles de millones de años, para el instante actual.

Este modelo obviamente no puede predecir lo que paso cerca del tiempo de Plank, o durante el primer periodo inflacionario, pero eso es en cualquier caso, un tiempo de una fracción de segundo, absolutamente despreciable frente a 377730 años.

Saludos

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

Hola.

El modelo más utilizado, y plenamente consistente con los datos experimentales, es el modelo Lambda- Cold Dark Matter (Lambda-CDM).
http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda-CDM_model

Con este modelo, se predice una edad del universo de 377730 más menos 3200 años, para el instante del desacoplamiento radiación materia. Compara esto con 13.57 miles de millones de años, para el instante actual.

Este modelo obviamente no puede predecir lo que paso cerca del tiempo de Plank, o durante el primer periodo inflacionario, pero eso es en cualquier caso, un tiempo de una fracción de segundo, absolutamente despreciable frente a 377730 años.

Saludos

No debo entender bien lo que nos dice Wikipedia con este artículo, ya en él no sé ver la explicación de cómo se calcula el tiempo entre la Inflación, cosa de fracción de segundo y los 377730 años en que el Cosmos fuera trasparente a la luz.

De acuerdo que como dices, ignoramos todo lo que sucedía en este periodo pero lo que me mantiene perplejo es la manera en que se dedujo tal precisión de tiempo.
Seguro que es todavía más enrrevesada para explicar a los legos y por ello no se menciona.

Con todo, ahí van nuevas dudas:

Entendí que a partir de los 377730, la densidad cósmica, permitía el paso de la luz, que actualmente, correspondería a una longitud de onda, 1100 veces o sea aproximadamente 1 mm.

También el que las ondas que en aquel tiempo tuvieran menor longitud, no serían tan abundantes, como se explica por el Cuerpo Negro ideal. Y que fueran las que contribuyeran a interacciones con los nucleones y electrones.

Entonces, las ondas actuales de radio, hasta unos millones de años después no iniciarían su travesía. En tanto, el Cosmos sería visible, pero no audible.

¿Se puede aplicar aquí también Wien, para conocer este inicio?. Quizá no serían las ondas sonoras 1100 veces menores que las actuales pero bien podrían serlo 1000 veces., al no ser tan lejana su travesía como lo fue la luz.

Saludos de Avicarlos.

- - - Actualizado - - -

Los cosmologos dicen que a los 10^-5 seg. ya se habia producido
la Gran Inflacion, ya se habían separado las 4 fuerzas y ya existian los
fermiones y los bosones como los actuales.Asi que, entre estos 10^-5 seg.
y el tiempo del CMB no hubo ninguna Inflacion...solo la expansion
normal.
En cuanto a si 10^-5 seg. es un intervalo de tiempo muy largo o muy corto,
creo que los fisicos dirian que depende de las circunstancias energeticas
del reloj del observador. (10^-5 seg son 10^-5 seg en todos los relojes
pero cuando los colocas juntos, es cuando hay diferencias en cuanto a la
hora que marcan).
Un saludo.

Escribí un comentario que envié antes del que sigue para carroza. Misteriosamente, desapareció no sé si por escribir el de carroza sin dar tiempo a la salida de éste.
Más o menos lo repito.


Para la escala de tiempo de Planck, en el inicio del BB los 10^-44 s, representando el tiempo mínimo, vendrían a ser un tiempo colosal los 10^-5 s disponible para realizar inmensas interacciones energía-materia.
Y tampoco sé imaginar cómo los científicos indagaron que la inflación se lograra en este preciso lapso.

Saludos de Avicarlos.

[carroza]

Re: Longitud onda CBM

No debo entender bien lo que nos dice Wikipedia con este artículo, ya en él no sé ver la explicación de cómo se calcula el tiempo entre la Inflación, cosa de fracción de segundo y los 377730 años en que el Cosmos fuera trasparente a la luz.

De acuerdo que como dices, ignoramos todo lo que sucedía en este periodo pero lo que me mantiene perplejo es la manera en que se dedujo tal precisión de tiempo.
Seguro que es todavía más enrrevesada para explicar a los legos y por ello no se menciona.

Con todo, ahí van nuevas dudas:

Entendí que a partir de los 377730, la densidad cósmica, permitía el paso de la luz, que actualmente, correspondería a una longitud de onda, 1100 veces o sea aproximadamente 1 mm.

También el que las ondas que en aquel tiempo tuvieran menor longitud, no serían tan abundantes, como se explica por el Cuerpo Negro ideal. Y que fueran las que contribuyeran a interacciones con los nucleones y electrones.

Entonces, las ondas actuales de radio, hasta unos millones de años después no iniciarían su travesía. En tanto, el Cosmos sería visible, pero no audible.

¿Se puede aplicar aquí también Wien, para conocer este inicio?. Quizá no serían las ondas sonoras 1100 veces menores que las actuales pero bien podrían serlo 1000 veces., al no ser tan lejana su travesía como lo fue la luz.

Hola. No hay nada muy complicado en el calculo de la edad del universo y el tiempo de desacoplo. Solo resolver las ecuaciones de Einstein, con hipótesis razonables sobre la ecuación de estado (presion frente a temperatura y densidad) de la materia en cada momento. Si quieres calcularlo tú mismo, usa
la calculadora cósmica: http://javierdelucas.es/calculadora.htm .

Si las ondas de radio se hubieran desacoplado de la materia en un instante posterior a las demás, el espectro de microondas no correspondería a un cuerpo negro de una temperatura fija. Habría más, o menos, intensidad en las frecuencias bajas. Este no es el caso. La radiación de fondo de microondas corresponde con mucha precisión a un cuerpo negro a 2.725 K.

saludos

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

Hola. No hay nada muy complicado en el calculo de la edad del universo y el tiempo de desacoplo. Solo resolver las ecuaciones de Einstein, con hipótesis razonables sobre la ecuación de estado (presion frente a temperatura y densidad) de la materia en cada momento. Si quieres calcularlo tú mismo, usa
la calculadora cósmica: http://javierdelucas.es/calculadora.htm .

Si las ondas de radio se hubieran desacoplado de la materia en un instante posterior a las demás, el espectro de microondas no correspondería a un cuerpo negro de una temperatura fija. Habría más, o menos, intensidad en las frecuencias bajas. Este no es el caso. La radiación de fondo de microondas corresponde con mucha precisión a un cuerpo negro a 2.725 K.

saludos

Leí el artículo del enlace y sigo perplejo. Los valores obtenidos con la calculadora, aportando variables razonables, dan como resultado lo preconizado con asimismo unas tolerancias.
Sin embargo dices que debemos tomar las ondas del fondo cósmico, como las micro y que las de radio no podían haber surgido con posterioridad al desacople.

Un supuesto: No salieron con posterioridad, a pesar de su longitud ser mayor y la densidad cósmica menor, pero las utilizamos hoy. ¿Son producto de nuestra civilización?

Otro supuesto: Ya se desacoplaron antes que las lumínicas. ¿Entonces, tienen propiedad distinta? ¿al disponer de mayor longitud onda no deberían tener mayor dificultad en abrirse paso?

Otro: Si se liberaron conjuntamente, ¿No deberían ser más numerosas las ondas de radio que las lumínicas, atendiendo al cuerpo negro?. Y por ello el fondo sería no de microondas sino de radio ultra débiles.

Saludos de Avicarlos.

[carroza]

Re: Longitud onda CBM

Hola.

La cosa es tan simple como lo siguiente:

En el momento del desacople hay una radiación, con todas las longitudes del espectro, que corresponde a una temperatura de 3000K. En ese momento, el plasma da lugar a atomos neutros, y todas las longitudes del espectro dejan de interaccionar fuertemente con la materia (las interacciones radiación materia a las que estamos acostumbrados, debidas a átomos neutros, son completamente despreciables, en este contexto).

Desde entonces, el universo se expande, un factor 1100, por lo que todas las longitudes de onda del espectro se expanden en un factor 1100, y el espectro de radiación que se obtiene corresponde a la radiación del cuerpo negro a T=3000/1100=2.73 K.

Esto corresponde perfectamente a lo que observamos.

Saludos

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

Hola.

La cosa es tan simple como lo siguiente:

En el momento del desacople hay una radiación, con todas las longitudes del espectro, que corresponde a una temperatura de 3000K. En ese momento, el plasma da lugar a atomos neutros, y todas las longitudes del espectro dejan de interaccionar fuertemente con la materia (las interacciones radiación materia a las que estamos acostumbrados, debidas a átomos neutros, son completamente despreciables, en este contexto).

Desde entonces, el universo se expande, un factor 1100, por lo que todas las longitudes de onda del espectro se expanden en un factor 1100, y el espectro de radiación que se obtiene corresponde a la radiación del cuerpo negro a T=3000/1100=2.73 K.

Esto corresponde perfectamente a lo que observamos.

Saludos

Estaré espeso, pero sigo sin entender. Si las actuales microondas son las que en el desacople eran las lumínicas, y además en aquél momento el espacio era transparente para toda radiación, las ondas actuales de 10^5 cm, debían ser de 10 cm , incluso si no las hubo de mayor longitud.
Entonces, siendo la radiación más débil la más cuantiosa (eso entendí del cuerpo negro), ¿porqué se toman las de 10^-1 cm como justificación de eco del BB y no las de 10^5 cm?.

Saludfos de Avicarlos.

[Visitante]

Re: Longitud onda CBM

Como se calculan los tiempos con cierta precision en el Universo primordial?

Los fisicos dividen el tiempo entre el tiempo de Planck (aprox. 10^-44 seg.) y
el tiempo de confinamiento de quarks en hadrones (aprox. 10^-5 seg.) en
fases. Cada fase esta dominada por un proceso y cada proceso tiene
un rango de temperaturas para que se produzca.
Por ejemplo: El proceso de confinamiento de quarks se produce a
temperaturas aprox. entre 0.2 Gev. y 100 Gev.
(La Inflacion es otro proceso).

Y hay una sencilla formula, aproximada y solo valida entre las temperaturas
de Planck (aprox. 10^19 Gev.) y aprox. 0.2 Gev. que deriva de la Relatividad
General, (No me preguntes como...porque no lo se...) que relaciona el Tiempo y la Temperatura.

Tiempo (seg) = 1.71 x 10^-6 / Temperatura (Gev) ^2

Y

a (factor de escala) x Temperatura = cte

Por ejemplo: Para Temp = 100 Gev. Tiempo = aprox. 10^-10 seg.
( 1 ev. = 11605 grados Kelvin)
Y por ejemplo: A la temperatura del LHC (7000 Gev.), le corresponderia
un tiempo de aprox. 10^-14 seg. y aprox. 10^17 grados K.
Un saludo.

[carroza]

Re: Longitud onda CBM

Estaré espeso, pero sigo sin entender. Si las actuales microondas son las que en el desacople eran las lumínicas, y además en aquél momento el espacio era transparente para toda radiación, las ondas actuales de 10^5 cm, debían ser de 10 cm , incluso si no las hubo de mayor longitud.
Entonces, siendo la radiación más débil la más cuantiosa (eso entendí del cuerpo negro), ¿porqué se toman las de 10^-1 cm como justificación de eco del BB y no las de 10^5 cm?.

Saludfos de Avicarlos.

Tiempo del desacoplo: Temperatura de la radiación 3000 K.
Longitud de onda con intensidad máxima (según la ley de Wien) 0.97 10^-6 m. Corresponde al infrarrojo cercano.

Tiempo actual: Temperatura de la radiación (de fondo, no la otra), 2.73 K.
Longitud de onda con intensidad máxima 1.06 10^-3 m. Corresponde a las microondas.

Saludos

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

Tiempo del desacoplo: Temperatura de la radiación 3000 K.
Longitud de onda con intensidad máxima (según la ley de Wien) 0.97 10^-6 m. Corresponde al infrarrojo cercano.

Tiempo actual: Temperatura de la radiación (de fondo, no la otra), 2.73 K.
Longitud de onda con intensidad máxima 1.06 10^-3 m. Corresponde a las microondas.

Saludos

Estoy agradecido a los mensajes respuesta que recibí, tuyos, además de guibix, FVPI, y abuelillo.

Como me parece que estamos dando vueltas al tema que por mi parte quiero esclarecer y puede verse como de repetitivo hasta la saciedad, haré un intento por mi parte de hacer un esquema que abarcará lo ya dicho, incluso en mi esquema del post 10.

Al no citar nadie que fuera erróneo, lo mantendré como previo. Pero ahora lo continuaré con un esquema que abarque la degradación de la temperatura desde los 3000 K del desacople, hasta hoy a 2,72 K.
En el post 23 ya realicé la pregunta:

"Entonces, las ondas actuales de radio, hasta unos millones de años después no iniciarían su travesía. En tanto, el Cosmos sería visible, pero no audible.

¿Se puede aplicar aquí también Wien, para conocer este inicio?. Quizá no serían las ondas sonoras 1100 veces menores que las actuales pero bien podrían serlo 1000 veces., al no ser tan lejana su travesía como lo fue la luz."

(Entiéndase que puse ondas sonoras cuando me refería a las de radio)
Atendiendo pues a vuestras enseñanzas, el baremo complementario, lo haré siguiendo los valores por Wien y una degradación solamente lineal para no complicar la cuestión. Con ello, me saldrán, a no dudar que las ondas de radio aparecerán algunos millones después del desacople para la luz. Y en consecuencia, su longitud incrementada por la expansión, será mucho menor que las 1100 veces desde el desacople.

Una vez lo tenga calculado y grafiado, lo subiré para que me podáis decir por fin si es que no entendí nada. De entrar dentro de lo admisible, por ejemplo al hallarse el Cosmos a la temperatura de 10 K podían haberse abierto camino las ondas de muy alta frecuencia de radio, que actualmente fueran de sólo alta frecuencia.
Y si ello tiene razón de ser, sigue en pié mi pregunta motivada por lo que entendí que el cuerpo negro emite mayor cantidad de ondas de baja energía que de alta, con lo cual deberían abundar con mayor razón, las de alta frecuencia de radio que las de microondas. Por ello decía que me hallaba perplejo.

Y os ruego paciencia por mi insistencia en querer entender lo que quizá con mis pocos conocimientos es algo imposible.

Saludos de Avicarlos.

- - - Actualizado - - -


Baremo longitudes onda liberadas desde el Desacople Cósmico

[FONT=Helvetica Neue Light]Los valores de aproximación lo son para simplificar la relación de la Expansión como lineal.[/FONT]
[FONT=Helvetica Neue Light]A los 380.000 años del BB, se hizo el Cosmos transparente permitiendo el paso de los fotones de luz, long. 9,68 *10^-5 cm que a nuestros días se convirteron por la xpansión, en micrrondas 1,06 *10^-1 cm.[/FONT]

[FONT=Helvetica Neue Light]Según el baremo, hace 40 millones de años, el Cosmos con una temperatura media de 10 K, permitió el paso a las ondas de 2,89 décimas de milímetro correspondientes a los rayos infrarrojos que a nuestros días alcanzan la longitud de casi 1 mm.[/FONT]

[FONT=Helvetica Neue Light]Y hace solo cuatro millones de años, la temperatura era de 5 K permitiendo el paso de ondas de longitud 0,5 mm Ultra Alta Frecuencia-Radio que a nuestros días se convierten en 1 mm correspondientes a las de Alta frecuencia 300 GHz.
[/FONT]
Por lo visto son tan similares a las microondas que las de radio se invaden con ellas. Y al fin puedo ver como en la práctica se mantiene el valor de las ondas de máxima longitud se asimilan a las microondas, aunque su procedencia fuera tan distinta en el inicio de su libertad.

Saludos de Avicarlos.