¿Cómo se puede usar el CMB para medir la curvatura del universo?

Muy indirectamente. En el momento en que se forma el CMB (300,000 años después del Big Bang), la presencia de curvatura hace muy poca diferencia en la física de la época en comparación con la actual. Esto se debe a que la densidad de energía de la curvatura disminuye a medida que el cuadrado del factor de escala, mientras que la radiación, que dominaba en los primeros tiempos, disminuye a medida que el factor de escala a la cuarta potencia:

[matemáticas] \ rho _ {\ rm curvatura} \ propto a ^ {- 2} [/ matemáticas];

[matemáticas] \ rho _ {\ rm radiación} \ propto a ^ {- 4} [/ matemáticas].

La razón del factor de escala entonces a hoy es de orden [matemática] 10 ^ {- 4} [/ matemática], por lo que la curvatura es un factor de [matemática] a _ {\ rm entonces} / a _ {\ rm hoy} \ simeq 10 ^ {- 8} [/ math] más pequeño en relación con la densidad de radiación del universo actual.

Entonces, ¿cómo es el CMB sensible a la curvatura? La curvatura se vuelve importante cuando el factor de escala se acerca más al factor de escala hoy, lo que significa tiempos posteriores. Y los fotones que componen el CMB están retroiluminando la distribución de energía a lo largo de la línea de visión de cada fotón; energía que dispersa los fotones a través de los efectos de la lente gravitacional. Podemos ver los efectos estadísticos de esta dispersión a través del llamado bi-espectro, o función de 4 puntos, del mapa del CMB. Los efectos de las lentes alcanzan su punto máximo cuando el factor de escala era un factor de ~ 1/2 de su valor actual, una época en que la curvatura puede contribuir en mayor medida a la densidad de energía. Una curvatura significativa alteraría el tamaño esperado del efecto de lente, que no vemos. A partir de eso, podemos concluir que la curvatura del universo es bastante pequeña hoy, contribuyendo menos del 0.5% de la densidad de energía total del universo a partir de la última medición de los resultados de Planck [1502.01589] Planck 2015. XIII Parámetros cosmológicos, y fue una contribución aún menor en épocas anteriores.

Observaciones de cinco años de la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson (WMAP1): Probabilidades y parámetros de los datos de WMAP por J. Dunkley et al ( https://lambda.gsfc.nasa.gov/pro …) parece ser la interpretación definitiva de los datos de CMB .

Aparentemente construido a partir de observaciones de movimientos de galaxias dentro de la superficie de la última dispersión, esto puede proporcionar más confianza.

Los astrofísicos crean el primer mapa preciso del universo: es muy plano y probablemente infinito – ExtremeTech

Según los investigadores de BOSS, quienes presentaron su trabajo en la 223ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana esta semana, los hallazgos indican fuertemente que el universo es “extraordinariamente plano” y que el universo es probablemente infinito, extendiéndose para siempre en el espacio y el tiempo.

Oscilaciones acústicas bariónicas en las muestras de galaxias de lanzamiento de datos 10 y 11

CMB no se puede usar para decir mucho sobre el universo, porque el concepto en sí mismo se “come” por su propio conjunto de definiciones antes de que pueda usarlo.

“La radiación de fondo de MICROONDAS CÓSMICAS es una emisión de energía térmica uniforme, del CUERPO NEGRO, que proviene de todas las partes del cielo”.

“Un RECUBRIMIENTO perfectamente aislado que está en equilibrio térmico contiene internamente radiación de cuerpo negro”

“Un cuerpo negro es un CUERPO FÍSICO idealizado …”.

Un cuerpo negro en EQUILIBRIO TÉRMICO emite radiación electromagnética llamada radiación de cuerpo negro”

Si solo pone las palabras mayúsculas juntas, se lee algo como esto:

CMB es una radiación de cuerpo negro que proviene de un recinto, un cuerpo físico en equilibrio térmico.

Nunca se ofrece una explicación de lo que pudo haber sido ese recinto en el universo primitivo. Sea lo que sea, para satisfacer la definición de radiación del cuerpo negro, debe haber tenido una red vibratoria, debe haber sido un sólido. Solo los sólidos y líquidos emiten un espectro continuo. Los gases se emiten de manera discontinua y no siguen la ley de Stefan (j * = σT ^ 4), su energía emitida no sigue la cuarta potencia de temperatura, ya que los gases j * en realidad caen con la temperatura. El reclamo de universalidad de Kirchhoff y, por lo tanto, el reclamo de independencia de la sustancia no se aplica, porque un recinto revestido con óxido de plata no produce el espectro de un cuerpo negro, sino el espectro de óxido de plata. El estudio completo de la radiación del cuerpo negro SIEMPRE se realiza con absorbedores casi ideales, a pesar de que el universo en la práctica está desprovisto de ellos. El tratamiento de las emisiones de gases como radiación de cuerpo negro es en principio inadmisible. Además, el equilibrio térmico es un requisito y el universo en expansión inicial no puede haber estado en equilibrio. La conducción y la convección son el final de la radiación del cuerpo negro y el universo primitivo en el supuesto momento de la recombinación debe haber estado agitándose.

¿Qué están midiendo entonces, qué muestran los mapas CMB? Muestran una emisión de microondas, punto final. El agua es un poderoso absorbente de microondas, como puede atestiguar cualquiera que use un horno de microondas, y lo que es un poderoso absorbente es un potente emisor. La Tierra es principalmente agua, nuestra galaxia es principalmente hidrógeno. Encontrar una emisión de microondas específica de hidrógeno en este entorno no debería ser una sorpresa. Bueno, se puede decir que con un procesamiento de datos sofisticado pueden combinar el ruido de primer plano y hacer que la señal de fondo sea visible … o pueden ellos? Hay una limitación principal para esto: para filtrar una señal de fondo de un ruido de primer plano mil veces EMITIDO EN EL MISMO ANCHO DE BANDA, debe cumplir uno de los siguientes requisitos: o tiene un conocimiento perfecto de la fuente o puede manipular la fuente o usted tener una señal / ruido débil pero muy reproducible. Sin ninguna de estas opciones disponibles, no hay posibilidad alguna de aislar una señal. El procesamiento masivo de datos solo introduce las ilusiones del programador. Entonces, hasta donde sabemos, la emisión medida de 2,7K es ruido local …….

Por cierto, una temperatura de 2.8K del universo se calculó mucho antes de Pencias y Wilson, sin relación alguna con la radiación de fondo …

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