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Thema: Schwarzkörperstrahlung aus der Rekombinationsepoche (CMB)

  1. #11
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    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    bei der gegenseitigen Annihilation
    Hi MAC,

    da liegt offensichtlich ein kleineres Mißverständnis vor? Rekombination heißt hier doch lediglich, dass ein freies Elektron und ein freies Proton (oder auch Elektron + Heliumkern, usw.) unter Aussendung eines Photons ein neutrales Wasserstoffatom (Heliumatom usw.) bilden. Die CP-Asymmetrie spielt in dieser Epoche dann schon lange keine Rolle mehr.
    MfG
    Geändert von Bernhard (18.10.2013 um 03:33 Uhr)

  2. #12
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    Hallo Bernhard,

    das war kein Missverständnis.

    Ich meinte genau diese, sehr frühe Epoche. Sie soll die eigentliche, (Haupt)Quelle für die Photonen im Universum sein. Natürlich nicht als direkte Abbildung dieses Annihilationsprozesses, denn dazwischen liegen ja einige hunderttausend Jahre Wechselwirkungsprozesse im zeitweise sehr dichten Medium des Universums. Aber die (Haupt)Wärmequelle für dieses Medium (oder besser, den baryonischen Anteil dieses Mediums) war eben die Annihilation (Strahlenmeer) in der Frühphase.

    Herzliche Grüße

    MAC
    Geändert von mac (18.10.2013 um 09:24 Uhr)

  3. #13
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    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    das war kein Missverständnis.
    Hi MAC,

    mit der nachfolgenden Erklärung hast Du mir eine Frage im Voraus beantwortet.
    Vielen Dank dafür.

  4. #14
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    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Die Rekombinationsstrahlung selbst (und auch durch inelastische Stöße an neutralen Atomen entstandene Strahlung) sollte also ungefähr eine Milliarde mal schwächer sein als der CMB.
    Ob der Nachweis dieser Strahlung heute technisch möglich ist, erscheint damit zumindest als fragwürdig.

    EDIT: Ein Liniensprektrum würde ich hier allerdings wegen der Rayleigh-Streuung an bereits gebildetem neutralem Wasserstoff nicht mehr, wie oben behauptet, erwarten.
    Geändert von Bernhard (18.10.2013 um 10:21 Uhr)

  5. #15
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    Hallo Bernhard,

    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    mit der nachfolgenden Erklärung hast Du mir eine Frage im Voraus beantwortet.
    Vielen Dank dafür.
    das freut mich natürlich! Aber welche Frage das war, weiß ich jetzt trotzdem nicht.

    Herzliche Grüße

    MAC

  6. #16
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    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Aber welche Frage das war, weiß ich jetzt trotzdem nicht.
    Ich hatte mich gefragt, wo eigentlich die ganzen Photonen des CMB herkommen. Mit Deiner Erklärung wird es dann sofort klar. Ich finde es schon faszinierend wie konsistent das gesamte Urknall-Modell damit letztlich ist...
    Geändert von Bernhard (18.10.2013 um 10:20 Uhr)

  7. #17
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    Hallo mac,

    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    was Du hier schreibst, deckt sich ganz gut mit dem, was man darüber im Artikel zur Hintergrundstrahlung findet (400 Photonen pro cm³ im heutigen Universum). Aber ich verstehe nicht, wie es zu dieser Zahl kommt (damit meine ich nicht, daß ich die Messung anzweifle)
    Das weiß ich auch nicht; also wie man sie aus den Messungen rückrechnet schon, aber nicht, ob und wie man sie aus grundlegenden Prinzipien ableiten kann.

    Wenn das Verhältnis Materie/Antimaterie im frühen Universum sich um ein Milliardstel unterschieden hat, dann müssen doch aus den, bei der gegenseitigen Annihilation entstandenen Photonen, durch die nachfolgenden Wechselwirkungsprozesse (die Du im Anschluß beschrieben hattest) mit der übriggebliebenen Materie, wesentlich mehr Photonen (natürlich mit geringerer Energie) entstanden sein. Wo sind die geblieben?
    Das sind nur Streuprozesse, die Photonen ablenken, aber nicht erzeugen.

    (Ich hatte die obige Frage an 'Ich' schon mal vor einiger Zeit hier im Forum gestellt und schließe aus der Tatsache, daß es damals darauf keine Antwort gab, vielleicht etwas voreilig, daß ich nicht der einzige bin, der bei dieser Frage 'schwimmt'.)
    Ich weiß jetzt nicht genau, welche Frage du meinst. Wenn ich nicht antworte, hat das oft auch den Grund, dass ich keine befriedigende Antwort weiß und noch was nachschauen will... aber dann darauf vergesse oder doch keine Lust mehr habe. Da kannst du ruhig nachhaken.

    Noch was: Das hier kann im Zusammenhang interessant sein: genügend häufige Teilchenzerfälle im sehr frühen (aber nicht zu frühen) Universum wären im CMB heute sichtbar, eben weil sie solche Linien erzeugt hätten. Solhe gab es also nicht.
    Geändert von Ich (18.10.2013 um 10:26 Uhr)

  8. #18
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    Hallo Ich,

    erst mal Danke für Deine Antwort!

    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Das sind nur Streuprozesse, die Photonen ablenken, aber nicht erzeugen.
    Nur als Beispiel: Compton-Streuung: 1 Photon regt ein Atom an und wird mit größerer Wellenlänge gestreut. Angeregtes Atom gibt seine Anregung als Photon entsprechender Wellenlänge ab. So werden aus einem Photon (mindestens) 2. Weiteres Beispiel: Auch in einem Plasma gibt es jede Menge Rekombinationen und anschließende Ionisationen. Jede Rekombination erzeugt Photon(en), eben einer der Abkühlungsprozesse. Jeder dieser Prozess macht aus einem Photon mehrere Photonen (in Summe mit der Energie des Ursprungsphotons) oder baut kinetische Energie durch Stoßanregung in Form von abgestrahlten Photonen ab. Oder ein weiteres einfaches Beispiel: Aus einem mindestens 1,022 MeV Photon werden am Ende zwei 511 keV Photonen durch die Paarbildung von Elektron/Positron.


    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Ich weiß jetzt nicht genau, welche Frage du meinst. Wenn ich nicht antworte, hat das oft auch den Grund, dass ich keine befriedigende Antwort weiß und noch was nachschauen will... aber dann darauf vergesse oder doch keine Lust mehr habe. Da kannst du ruhig nachhaken.
    Ich finde die jetzt auch nicht wieder. Sie war allerdings, wenn ich mich richtig erinnere nicht direkt an Dich gerichtet und auch nicht explizit gestellt, sondern nur als Bemerkung eingeflochten, daß ich eben das Zustandekommen dieser Anzahl (400 pro cm³) von Photonen als direkte Abbildung der Anzahl der Annihilationen im Frühen Universum nicht plausibel finde. (Was wahrscheinlich daran liegt, daß ich eben nicht genau weiß, wo man da vielleicht etwas zu verkürzt informiert wird)

    Herzliche Grüße

    MAC
    Geändert von mac (18.10.2013 um 10:45 Uhr)

  9. #19
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    Nur als Beispiel: Compton-Streuung: 1 Photon regt ein Atom an und wird mit größerer Wellenlänge gestreut. Angeregtes Atom gibt seine Anregung als Photon entsprechender Wellenlänge ab. So werden aus einem Photon (mindestens) 2.
    Das ist aber keine Compton-Streuung, sondern inelastische. Sowas ist den Hintergrundphotonen nicht passiert, weil es keine Atome gab. Später, als die Rekombination für Atome gesorgt hatte, war der Wirkungsquerschnitt so klein, dass die von dir beschriebene Reaktion kaum noch stattfand.

  10. #20
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    Hallo Ich,

    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Das ist aber keine Compton-Streuung, sondern inelastische. Sowas ist den Hintergrundphotonen nicht passiert, weil es keine Atome gab. Später, als die Rekombination für Atome gesorgt hatte, war der Wirkungsquerschnitt so klein, dass die von dir beschriebene Reaktion kaum noch stattfand.
    In meiner Erinnerung (auch wiedergefunden bei Wikipedia) ist die Comptonstreuung sowohl an freien Elektronen als auch an freien Atomkernen möglich. Das ist aber vielleicht der Punkt, bei dem ich quantitativ etwas auf dem Schlauch stehe (auch weil ich mit sowas immer nur bezogen auf Wasser umgehe und es da bei höheren Energien (im MeV-Bereich) ja auch zu einigen anderen Prozessen kommt). Wobei doch eigentlich der Löwenanteil noch während der Annihilationsphase und wohl auch noch davor abgelaufen sein müßte.

    Ich muß jetzt aber erst mal hier abbrechen, weil ich gleich zur Arbeit muß.

    Herzliche Grüße

    MAC

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