Что гравитационный потенциал Млечного Пути делает с CMB? - физиков.нет
Винтажный Клуб для гитаристов
2 голосов
/

Мы сидим в гравитационном потенциале, поэтому на свете CMB должно быть голубое смещение от потенциала Млечного Пути. Этот синий сдвиг зависит от направления? Это вычитается из CMB? Или это просто маленький, чтобы быть измеримым?

1 Ответ

3 голосов
/

Гравитационный потенциал Млечного Пути вызовет синий сдвиг, а не красный. Это происходит потому, что относительно наблюдателя вдали от Млечного Пути гравитационный потенциал внутри него вызывает замедление времени, т. Е. Здесь, на Земле, наши часы работают очень немного медленнее, чем часы в межгалактическом пространстве. Поскольку наши часы работают медленнее, частота света, выходящего из межгалактического пространства, немного увеличивается.

Как это случилось, я описал замедление времени для наблюдателей в Млечном Пути в своем ответе на Почему центр галактики не "моложе", чем внешние части? Из экспериментальных данных мы имеем следующая приблизительная формула для гравитационной потенциальной энергии (на единицу массы) внутри Млечного пути:

$$ \Phi = -\frac{GM}{\sqrt{r^2 + (a + \sqrt{b^2 + z^2})^2}} \tag{1} $$

где r - радиальное расстояние, z - высота над диском, a = 6,5 кпк и b = 0,26 кпк. Расширение времени хорошо описывается уравнением слабого поля:

$$ \frac{\Delta t_r}{\Delta t_\infty} = \sqrt{1 - \frac{2\Delta\Phi}{c^2}} $$

Согласно НАСА Солнце находится примерно в 8 кпк от центра Млечного пути, поэтому $r = 8$ кпк и согласно астрономии SE мы на расстоянии около 20 пк от самолет так $z = 20$ шт. Наконец, давайте угадать массу Млечного Пути как $10^{12}$ солнечных масс (это предположение, потому что мы не знаем, сколько темной материи содержит Млечный Путь). Подключение всех этих номеров дает нам:

$$ \Phi \approx 4 \times 10^{11} \,\text{joules/kg} $$

И включение этого в наше уравнение для замедления времени дает:

$$ \frac{\Delta t_r}{\Delta t_\infty} = 0.999995 $$

Взяв обратную величину для оценки синего смещения, мы находим, что частота CMB смещена в синий цвет с коэффициентом $1.000005$.

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...