Longitud de onda del CMB

[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

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.

[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.

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

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.

[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

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.

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

Ya que tu respuesta reafirma mi primer esquema coincidiendo sus valores, (apliqué Wien), queda por aclarar el segundo esquema en el que no entiendo de donde sale la precisión de producirse los 3000 K a los 378000 años.

Esta es una duda que no resolví, puesto que lo que hice fue tomarla como dato básico calculado y aceptado.

Y la otra duda que me queda es la de si a los 378000 años podían fluir las ondas lumínicas y microondas,

¿No fluían también con mayor razón las ultravioletas, las X y las gamma?.

Si nos queda el remanente de microondas,

¿No han de quedar también remanentes de las demás con la consiguiente ganancia de 1100 veces su longitud?

Saludos de Avicarlos.

[carroza]

Re: Longitud onda CBM

Hola.

La radiación de fondo, tal como la conocemos, surge a partir del proceso de recombinación de protones y electrones, y esto ocurrió 378000 años después del big bang.
En esta época, el corrimiento al rojo era 1100, con lo cual la temperatura era 2.73 x 1100 K
(unos 3000 K), y la longitud de onda máxima de la distribución de radiación era la actual dividida por 1100.

http://en.wikipedia.org/wiki/Recombination_(cosmology)

Extrapolar la radiación de fondo de microondas a instantes anteriores a la recombinación no tiene sentido, ya que en instantes anteriores, la materia estaba ionizada, como un plasma, y la radiación era fuertemente interaccionante con la materia.

saludos

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

Agradezco tu intervención FVPI, pero no me respondes lo que tengo en duda. Repites lo que ya realicé en los esquemas, que horas me llevaron en realizarlos, teniendo en cuenta todo lo que se refirió aquí antes, y lo que pude sacar de artículos diseminados. La verdadera longitud de onda en el instante de del BB debía ser, caso de existir, muy inferior incluso a la de los rayos gamma. En el instante de los 380.000 años, pudiera ser la de 10^-5 cm o menor. Eso sin ambages nadie lo dice por lo que sigue mi duda: Los 3000 K, ¿se cumplían justo a los 380.000 años, o en tiempo muy posterior?. ¿Junto con ondas de 10^-5 cm, no existían las de 10^-20 cm?. La inflación ¿siguió en tiempo longo regular, o en breve tiempo exponencial?.

Como es posible que esto se sepa, yo ya confesé que es mi problema no saber dar donde se dice, se explica, se calcula, se razona por teoría, o por alguna recurrencia indirecta.

También es posible, que entre líneas alguien lo haya indicado y no me dí cuenta. Agradecería que me lo remarcaran. Al no ser un entendido en la materia, me satisface conocer sin profundidad los vericuetos seguidos por el Cosmos, según la teoría del BB.

Saludos de Avicarlos.

Re: Longitud onda CBM

No veo el problema por ninguna parte.
Si aplicamos la ley de Wien para una temperatura de 2.73K nos da
una longitud de onda (L) de aprox. 0.1061 cm.
Para una temp. de 3000K da aprox. L =9.65 x 10^-5 cm.
Para la temperatura de Planck da una longitud de onda (L)
un poco mayor que la longitud de Planck.
O sea, la longitud de onda del CMB y la temperatura del CMB
son inversamente proporcionales y el ´Radio del Universo´ y
la temperatura del CMB son inversamente proporcionales...
luego, el ´Radio del Universo' y la longitud de onda del CMB son
directamente proporcionales.
Porque? Debido al corrimiento el rojo cosmologico y no al efecto
Doppler, ni clasico ni relativista...
En cuanto a la relacion entre el ´Radio del Universo´, mejor
dicho, el factor de escala y el Tiempo...depende del Modelo que escojamos.
Un saludo.

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

Pasado un mes sin suerte en que alguien diga si entendí bien lo enseñado según teoría más lo constatado empíricamente, queda por indagar el verdadero tamaño que tenían al lograr abrirse paso del cosmos primigenio, las ondas que actualmente son el fondo de microondas.

De no recibir respuesta, seguiré en la duda pero tendente a creer que serían de 10^-20 cm.
Evidentemente dudando ya que no supe hallar información sobre dicha longitud inicial, siempre se indica la actual y punto. Sin embargo no veo razón por la que en aquél instante no existieran también coetáneas ondas de menor longitud aún, que serían las que mucho antes que las del CBM se abrieran paso y contribuyeran a la Inflación.
¿Digo otra barbaridad?.

Saludos de Avicarlos.

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

[FONT=arial]Me has confirmado bastantes de los supuestos que me formaba y que en vista de tu buen recibimiento para atender mis elucubraciones, voy a subir unos croquis en los que espero algo se entienda de lo que quise explicar en mis preguntas.
[/FONT]

[FONT=Times New Roman][FONT=Arial]

Croquis representativo de la evolución Cósmica desde el

BB hasta la ACTUALIDAD.
Ello está basado en la ley de desplazamiento de Wien, con resultados bastante aproximados a la realidad, sin embargo, teniendo en cuenta otras premisas como las que la Teoría del Big Bang nos indica, puede que algo se tenga que interpretar de manera menos intuitiva.

Por ejemplo: Tomando como base ineludible la homogeneidad de la materia en el Cosmos, hay que aceptar que en un tiempo primigenio, esta homogeneidad es incontrovertible y con ello los cálculos iniciados con esta base hacen difícil la correspondencia de la supuesta densidad primigenia, con el instante en que los fotones pueden abrirse paso, convirtiendo un Espacio opaco en lumínico.

[/FONT][/FONT][FONT=Times New Roman][FONT=Arial]

[/FONT][/FONT][FONT=Times New Roman][FONT=Verdana]

[FONT=PT Serif Caption]Obtención reciente por telescopios de EEUU de las ondas gravitacionales.[/FONT]

[/FONT][FONT=Arial]
Científicos de EEUU detectan ondas gravitacionales que serían la primera evidencia directa de la inflación, el momento de la historia del universo en que en cuestión de segundos pasó de ser un punto diminuto a convertirse en una inmensidad

[/FONT][FONT=arial]Es probable que con este descubrimiento podamos entender donde fallamos en la comparación del CBM actual con el supuesto a los 380.000 años del BB.

[/FONT][/FONT]
[FONT=arial]
[/FONT]
[FONT=arial]Salida Inicial de la Energía de 10^17 Hz cuya long. onda 10^-7 cm era la más larga después de los 380 000 años habidos desde el BB. Las de mayor energía también las acompañaban siendo más proclives a unir partículas para formar estrellas.
[/FONT][FONT=arial] 13,699 mil millones de años después, las ondas iniciales de 10^-7cm por la expansión, se prolongaron hasta los 0,2 cm constituyendo el CMB.

[/FONT]
[FONT=arial]Franja amarilla[/FONT]
[FONT=arial]Previsible incremento de longitud de onda durante los 2000 millones de años futuros

[/FONT]
[FONT=arial]Franja negra[/FONT]
[FONT=arial]Entre el instante del BB y el de la aligeración de la densidad del Ylem por inflación, a los 380.000 años, una separación menor interpartículas de 10^-7 cm, obligaba a los fotones interaccionar constantemente con las partículas.[/FONT]

Lamento que no logro dominar el tamaño de los croquis, máxime cuando los tengo en uno mucho menor. Si es necesario, los moderadores pueden o corregir, o anular.

Saludos de Avicarlos.

[guibix]

Re: Longitud onda CBM

Hola de nuevo.

Precisamente, tomando la fórmula del desplazamiento de Wien, me dediqué a calcular un baremo desde las temperaturas 10^-8 K hasta la de 10^29 K. Por un lado son extremos que no se contemplan en ningún lado, lo que casi parece que es trabajo inútil, pero por otro lado solo puede grafiarse con alguna aproximación una franja estrecha de estas temperaturas. Lo intenté pero al realizar la correspondencia con las diminutas longitudes de onda por debajo de los 10^-5 cm, junto a las longitudes de varios Km, es imposible dibujar nada.

Para juntar datos de tan distinta magnitud en un solo gráfico se acostumbra a usar la escala logarítmica. Esto es que las $x$ del gráfico pasan a $\log(b,x).$ Así por ejemplo si el logaritmo es de base 10 ($b=10,$) en el origen está el 1, a la primera unidad el 10 a la segunda el 100, etc. Por los negativos el -1 es el 0,1 y el -2 el 0,001.

Pero en todo caso no sé que pretendes conseguir graficando la Ley de Wien. Fíjate que en la ecuación solo hay un número constante y una variable: la temperatura. Esto es que la función que siguen los máximos para cada temperatura es $1/T$ multiplicado por la constante numérica. Lo que pretendes dibujar no es más que una hipérbola.

Hasta aquí bien, aceptando lo dicho, pero sigue sin cuadrarme que la temperatura que se toma de 3000 K con su correspondiente longitud de onda de los fotones 9,65*10^-5 cm sea precisamente el inicio de la radiación del fondo microondas. Puede aceptarse sin dudar a base de algunas concesiones a realizar a la masa de quarks, protones y neutrones habida a los 380.000 años del BB, pero no, si también aceptamos que la masa Cósmica es homogénea actualmente, por lo cual con mayor razón lo sería en aquél tiempo.

Esto es un tema bastante complejo, pero por lo poco que sé, se supone que a cierta densidad de materia y energía, el Universo es opaco. Esto se debe principalmente a que la luz que transporta gran parte de la energía contenida es incapaz de evitar ser absorbida por la gran cantidad de partículas cargadas que hay por todas partes. Es emitida e inmediatamente reabsorbida.

Además a eso se le añade que los electrones no son capaces de acoplarse con los protones precisamente por la altísima energía que reciben constantemente. Luego, por los experimentos realizados se sabe que en estas condiciones, 3000K es la temperatura en que los átomos empiezan a formarse Y el Universo se vuelve transparente a la luz.

O también tendremos que respetar los atributos de las ondas sobre su facultad del efecto túnel. Y si ello es normal, ¿ porqué no la ejercían cuando la temperatura estaba a los 10.000K por ejemplo?

Eso el lo mismo que cuando analizamos el espectro del Sol. En el núcleo, la temperatura es de varios millones K y en la superficie, apenas llega a 6000K. ¿dónde está la radiación del núcleo? La respuesta es simple: Es la radiación que vemos, solo que se ha repartido la misma energía en una superficie mucho más grande y eso son los 6000K. Un fotón creado en el núcleo no puede salir directamente porqué choca sí o sí. De echo se calcula que una porción de energía liberada en el núcleo del Sol, puede tardar un millón de años en llegar a la superficie para liberarse al espacio.

Por lo tanto no podemos ver más allá de la radiación de fondo por el mismo motivo: la energía emitida cuando el Universo estaba a 10.000K es la misma que vemos en la radiación de fondo, solo que hasta poderse liberar, el Universo bajó su temperatura a 3000K, momento en que sí podemos ver esa energía.

Por lo que respecta al efecto túnel, no creo que aquí pinte nada. Piensa que es algo que se puede medir para partículas que cruzan paredes de potencial muy pequeñas. Nada comparado con tener que cruzar medio Universo lleno de materia y energía. De ser posible la medición de un fotón de altísima energía proveniente de más allá del fondo de radiación, sería imposible saberlo. Pues en la distribución de frecuencias para un cuerpo negro a 3000K ya se contempla la probabilidad de fotones de mucha más energía que el máximo que se mide en la Ley de Wien. Deberían pasar unos cuantos millones de fotones para poder ver un patrón de cuerpo negro de mayor temperatura.

Si alguien está dispuesto a sacarme del atolladero, muy agradecido quedaré, pues yo solito, no sé compaginar unos axiomas con otros según teorías. Posiblemente por mezclarlas, pero ello me hace suponer que alguna no es correcta, o que lo son todas, pero por aproximaciones unas en defecto y otras en exceso.

Debes tener en cuenta que hay muchos factores a tener en cuenta. Por ejemplo el corrimiento al rojo que medimos en la radiación de fondo, depende exclusivamente de la velocidad relativa entre esa materia y nosotros. Otra cosa muy distinta es la distancia que nos separa de ese sitio. Si la ley de Hubble fuera constante en el tiempo, podemos conocer la distancia sabiendo la velocidad. Pero muchas observaciones parecen indicar que la velocidad de expansión ha cambiado a lo largo del tiempo, por lo que la distancia (y por lo tanto la escala en que el Universo ha crecido) no se pueden deducir directamente del corrimiento al rojo.

Habrás oído que el universo se acelera. Pues bien, si ahora vamos más rápido que hace unos millones de años, el corrimiento al rojo habrá crecido sin que el Universo haya crecido en la misma proporción necesariamente.

Salud.

[Avicarlos]

Re: Longitud onda CBM

Me ahorras parte de mi galimatías mental quibix. Precisamente, tomando la fórmula del desplazamiento de Wien, me dediqué a calcular un baremo desde las temperaturas 10^-8 K hasta la de 10^29 K. Por un lado son extremos que no se contemplan en ningún lado, lo que casi parece que es trabajo inútil, pero por otro lado solo puede grafiarse con alguna aproximación una franja estrecha de estas temperaturas. Lo intenté pero al realizar la correspondencia con las diminutas longitudes de onda por debajo de los 10^-5 cm, junto a las longitudes de varios Km, es imposible dibujar nada.
Desistí de realizar un croquism amplio pero sí, uno de parcial con el que pude realizar correspondencias con las frecuencias , junto a las temperturas y longitudes de onda.

Hasta aquí bien, aceptando lo dicho, pero sigue sin cuadrarme que la temperatura que se toma de 3000 K con su correspondiente longitud de onda de los fotones 9,65*10^-5 cm sea precisamente el inicio de la radiación del fondo microondas. Puede aceptarse sin dudar a base de algunas concesiones a realizar a la masa de quarks, protones y neutrones habida a los 380.000 años del BB, pero no, si también aceptamos que la masa Cósmica es homogénea actualmente, por lo cual con mayor razón lo sería en aquél tiempo.

O también tendremos que respetar los atributos de las ondas sobre su facultad del efecto túnel. Y si ello es normal, ¿ porqué no la ejercían cuando la temperatura estaba a los 10.000K por ejemplo?.

Si alguien está dispuesto a sacarme del atolladero, muy agradecido quedaré, pues yo solito, no sé compaginar unos axiomas con otros según teorías. Posiblemente por mezclarlas, pero ello me hace suponer que alguna no es correcta, o que lo son todas, pero por aproximaciones unas en defecto y otras en exceso.
Saludos de Avicarlos.