Διάλεξη 19 Οι θερμοκρασιακές διαταραχές του CMB Βοηθητικό Υλικό: Liddle A5.4 Ryden κεφ. 9.4, 9.5

Ο λόγος αριθμών νετρονίων-πρωτονίων κατά το πάγωμα πριν την πυρηνοσύνθεση καθορίζει το κλάσμα μάζας 4 He που παράγεται κατά την πυρηνοσύνθεση. Σύνοψη Διάλεξης 18 Κατά την πυρηνοσύνθεση πρωτα δημιουργείται το D και μόλις σχηματίσουμε D, το He σχηματίζεται γρήγορα αλλά κατόπιν βαρύτεροι πυρήνες παράγονται πολύ πιο αργά και λιγότερο αποτελεσματικά. Η εύρεση του η (και του Ω Β ) μπορεί να γίνει από τις παρατηρούμενες σχετικές συχνότητες πρωτογενών στοιχείων Μια αρχική μικρή ασυμμετρία μεταξύ quarks και αντι-quarks μπορεί να οδηγήσει σ’ ένα Σύμπαν βαρυονίων ή αντιβαρυονίων.

Οι θερμοκρασιακές διαταραχές του CMB Δορυφόρος COBE 1992, γωνιακή ευαισθησία 7 0 Πρώτη ματιά: Πολύ ισοτροπικό CMB με θερμοκρασία 2.73Κ Διαταραχές κάτω από το επίπεδο 1/1000

Οι θερμοκρασιακές διαταραχές του CMB COBE: Σε επίπεδο 1/1000 υπάρχουν διαταραχές λόγω της κίνησής μας σε σχέση με το CMB-> Διπολική θερμοκρασιακή διαταραχή. Ορατές επίσης οι πρώτες ενδείξεις για διαταραχές από το τοπικό γαλαξιακό επίπεδο.

Οι θερμοκρασιακές διαταραχές του CMB COBE: Αφαίρεση του διπολικού όρου αυξάνει την ευαισθησία σε 1/ Βλέπουμε το γαλαξιακό επίπεδο καθώς και πρωτογενείς κοσμολογικές διαταραχές του CMB.

Περισσότερες λεπτομέρειες: BOOMERANG και MAXIMA Καλύτερη γωνιακή ευαισθησία (~10arcmin) αλλά χαρτογραφούνται μόνο μικρά τμήματα του ουρανού.

WMAP: Λεπτομέρεια σε όλο τον ουρανό. Πρώτα αποτελέσματα 2003 Πολύ καλύτερη ευαισθησία (~20 arcmin), ολική κάλυψη ουρανού

WMAP: Λεπτομέρεια σε όλο τον ουρανό. Πρώτα αποτελέσματα 2003 Χάρτες σε διαφορετικές συχνότητες Αφαιρείται ο γαλαξίας και άλλα ουράνια αντικείμενα που έχουν φάσματα διαφορετικά από μέλαν σώμα με 2.73 Κ

WMAP: Λεπτομέρεια σε όλο τον ουρανό. Πρώτα αποτελέσματα 2003 Τι σημαίνει;

Σχέση γωνιακού-γραμμικού μεγέθους Ποιο είναι το γραμμικό μέγεθος l μιας διαταραχής στο CMB που έχει γωνιακό μέγεθος δθ; Θυμηθείτε ότι: Για Ω 0m =0.3, Ω Λ =0.7

Το γωνιακό φάσμα των θερμοκρασιακών διαταραχών Σφαιρικές Αρμονικές Γράφουμε τις θερμοκρασιακές διαταραχές σαν σειρές Σφαιρικών Αρμονικών Η συνάρτηση συσχετισμού βρίσκεται από τον χάρτη των διαταραχών

Το γωνιακό φάσμα των θερμοκρασιακών διαταραχών Η συνάρτηση συσχετισμού C(θ) περιέχει με συμπυκνωμένο τρόπο την πληροφορία για την γωνιακή κατανομή των θερμοκρασιακών διαταραχών του CMB. Μπορεί να γραφτεί και σαν πολυπολικό ανάπτυγμα: P l είναι τα πολυώνυμα Legendre: O όρος C l είναι ανάλογος του μετασχηματισμού Fourier (με x->θ) και μετρά το μέγεθος των διαταραχών στην γωνιακή κλίμακα θ~180 0 /l.

Το γωνιακό φάσμα των θερμοκρασιακών διαταραχών Γιατί υπάρχει ένα βασικό μέγιστο για l~200 (θ~1 0 ); Ποιος είναι ο ρόλος των δευτερευόντων μεγίστων;

Τι προκαλεί τις διαταραχές; Την στιγμή της τελευταίας σκέδασης στο Σύμπαν κυριαρχούσε η ύλη και η απόσταση Hubble ήταν: Η γωνιακή κλίμακα της απόστασης αυτής είναι: Είναι ακριβώς η γωνιακή κλίμακα που αντιστοιχεί στο πρώτο μέγιστο του φάσματος διαταραχών. Η απόσταση Hubble την στιγμή της αποσύζευξης είναι ~ με το μέγιστο μήκος που θα μπορούσε να έχει ταξιδεύσει η πληροφορία (φωτόνια, ύλη) μέχρι τότε. Οι διαταραχές με θ>θ H και θ<θ Η θα πρέπει να περιέχουν διαφορετική φυσική πληροφορία.

Παρατηρήσεις θερμοκρασιακών διαταραχών του CMB έχουν δείξει ότι: 1. Σε πρώτη προσέγγιση το CMB είναι ομογενές και ισοτροπικο. 2. Σε επίπεδο διαταραχών 1/1000 υπάρχει μόνο ένας διπολικός όρος λόγω της κίνησης του παρατηρητή ως προς το σύστημα του CMB. 3. Σε επίπεδο διαταραχών 1/10000 και αφού αφαιρεθεί ο διπολικός όρος, υπάρχουν πρωτογενείς διαταραχές των οποίων το γωνιακό φάσμα εμφανίζει μια σερά από μέγιστα σε χαρακτηριστικές γωνιακές κλίμακες. Σύνοψη Η γωνιακή κλίμακα του βασικού πρώτου μεγίστου αντιστοιχεί στην γωνιακή κλίμακα του αιτιακού ορίζοντα κατά την στιγμή της τελευταίας σκέδασης των CMB φωτονίων