Soru:
Neden "kayıp kütle" (= karanlık madde) foton olamaz?
Tom Fangrow
2012-11-29 10:54:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bir yıldız yaşayıp öldükten sonra, neredeyse tüm kütlesinin fotonlar olacağını varsayıyorum. Yeterli sayıda yıldız yaşayıp ölmüşse, evrendeki tüm "kayıp kütleyi" (= karanlık madde) hesaba katacak kadar foton enerjisi olamaz mı?

Ve eğer yeterince foton olsaydı tüm kayıp kütleyi hesaba katarsak, bize nasıl görünürdü?

Bir yıldızın kütlesinin yalnızca küçük bir kısmı fotonlara dönüşür.
Kozmologlar hesaplamalarında fotonları hesaba katarlar.Bununla birlikte, yıldızlar tarafından yayılan tüm fotonların ve hatta süpernova ve kara delik birikim süreçleri gibi aşırı olaylarda yayılan fotonların enerjisi nispeten küçüktür.Evrendeki foton enerjisi ağırlıklı olarak CMB'ninkidir.
@DavidZ: SPK yıldız ışığı değildir.Yıldız oluşumundan önce gelir.
@BenCrowell Biliyorum, SPK hakkında konuşmuyordum ve Tom da öyleymiş gibi görünmüyordu.Her durumda, bu yorumlar gerçekten yorum olmamalı, bu yüzden bir süre sonra geri gelip silmek istiyorum.
Altı yanıtlar:
anna v
2012-11-29 11:14:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Genel bir kural olarak, ışık hızıyla hareket eden sıfır kütleli parçacıklar karanlık madde için iyi değildir, çünkü karanlık madde kütleçekim çekicilerinin etrafında yoğunlaşır. Başlangıçtan itibaren galaktik bir merkezin etrafında kalabilmek için bir miktar kütleye sahip parçacıklar olması gerekir. Ek olarak, zayıf etkileşimler tarafından kontrol edilmeleri gerekir, çünkü eğer bozulurlarsa, karanlık madde halesi uzun süreler boyunca stabildir.

Belki de gözlemlenen oluşumun başlangıcından itibaren bu çok havalı fotonları eklemeliyim evren mevcuttur ve kozmosta eşit olarak dağılmış çok düşük frekanslı fotonlar olan Comsmic Microwave Background radyasyonu olarak tespit edilmiştir.

Cevabınız için teşekkürler. Bir foton denizi olsaydı, onlar da yerçekimsel çekiciler etrafında yoğunlaşmaz mıydı? Yerçekimi çekicinin potansiyel enerji kuyusunda düz uzayda olacağından daha fazla foton olmaz mıydı? Bu durum istikrarlı olmaz mıydı? Kütlesi olan parçacıklar gerçekten tek aday mı?
$ R = 3M $ 'daki kararsız yörüngenin yanı sıra fotonları bir yerçekimi kuyusunda bağlayamazsınız. Nedeni basitçe, her zaman $ c $ ile hareket ederken, kütleli parçacıklar herhangi bir hızı alabilirler. Gezegenlerin Güneş'in etrafında sabit yörüngeleri olmasının nedeni budur. Bir kütleden, ışığın hızının yörünge hızıyla eşleştiği tek bir mesafe vardır, ancak bu yörünge bile kararsızdır, bu nedenle orada hiçbir zaman önemli bir foton konsantrasyonu bulamazsınız.
John'un dediği gibi; bir parçacığın yörüngede kalması için bir miktar kütleye sahip olması gerekir. CMB galaksiler etrafında yoğunlaşmaz ve bu gözlemlediğimiz en soğuk fotonlardır çünkü hala ışık hızında hareket ederler.
John Rennie
2012-11-29 13:23:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Yıldızlardan yayılan fotonların neden karanlık madde olamayacağı konusunda basit bir argüman var, çünkü normal maddeden yaklaşık on kat daha fazla karanlık madde var. Big Bang'de yaratılan tüm yıldızlar fotonlara dönüşmüş olsaydı, bunlardan hala yeterli olmazdı.

Belki de Big Bang sırasında yaratıldığını düşündüğümüzden daha normal bir madde olduğunu iddia edebilirsiniz, ancak Büyük Patlama Nükleosentezi teorisi, ne kadar normal maddenin yaratıldığına bir sınır koyar ve bu sınır karanlık madde miktarından dört kat daha küçüktür. Karanlık madde odd olmalıdır.

Daha fazla bilgi ile ilgileniyorsanız, bu makale iyi bir incelemedir, ancak çok daha zordur. cevaplar burada!

Anixx
2012-11-29 18:09:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Fotonlar kolaylıkla tespit edilebilir. Bize oradan ulaşan fotonları sayarak, herhangi bir mesafede kaç tane foton olduğunu sayabiliriz. Gizli fotonların tüm evreni karıştırması ancak gizemli bir şekilde bizden kaçması imkansızdır.

Doğru değil.Fotonlar son derece düşük bir frekansta ise, fotonları yalnızca inşa edilemeyen aşırı büyük bir anten kullanarak tespit edebilirsiniz. Bu tür bir foton, EMDrive'ı çalıştıran olabilir
@Sartem Cacartem Yıldız çökmelerinden gelen fotonların frekansı CMB'den daha yüksek olacaktır.
nomological
2013-11-21 19:19:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sadece bazı insanların "karanlık madde" yi "karanlık enerji" ile karıştırıyor olabileceğini belirtmek istiyorum. Elektronlar, nötronlar ve benzerleri gibi düzenli "normal" maddenin, evrenimizdeki madde / enerji yoğunluğunun yaklaşık% 5'ini oluşturduğu tahmin edilmektedir.

Karanlık maddenin, yaklaşık% 25'ini oluşturduğu tahmin edilmektedir. Evrenin madde / enerji yoğunluğu, kütlesi olan ancak kütleçekimsel ve diğer etkileri doğrudan görülemeyen maddedir. Karanlık madde biraz gizemlidir, ancak kolaylıkla egzotik parçacıklar veya galaksiler arasındaki kara delik okyanusları gibi bir şey olabilir.

Karanlık enerji, gerçek gizemdir; Evrenin şişirici kozmolojisini ve evrenin genişlemesini / ivmesini açıklamak için gerekli olan diğer (yaklaşık)% 70'lik madde / enerji yoğunluğunu oluşturur.

Fotonlar, enerjiyi somutlaştıran, görünür olan kütlesiz parçacıklardır. nesnelere çarptığında. Bence fotonlardan gelen enerjinin en azından kısmen "kayıp" karanlık enerji problemine bir miktar çözüm oluşturması ilginç bir fikir. Belirtildiği gibi, "kayıp" enerjinin ne kadarının bu kadar az şeyden gelebileceğini uzlaştırmak zor: tüm o karanlık enerjiyi yaratan% 5'lik sıradan madde. Ancak bu fikir hakkında genel olarak imkansız bir şey görmüyorum. Belki karanlık madde de buna bir şekilde katkıda bulunuyor. Karanlık fotonları yaratan karanlık elektromanyetik kuvvetler bile olabilir, bu daha önce atıfta bulunulan bir posterde olduğu gibi boyut dışı olarak görülebilir.

"Laboratuvar deneylerinde tespit ettiğimiz tüm temel parçacıklar da dahil olmak üzere sıradan maddenin, evrenin enerji yoğunluğunun yalnızca yaklaşık% 5'ini oluşturduğunu düşünmek alçakgönüllü." _Sean Carroll

Var olanı oluşturan sıradan anlamlı bir şekilde görmeye ve onlarla etkileşim kurmaya alışkın olduğumuz şeylerin çok azıyla, orada başka ne olduğuna dair spekülasyon sadece haklı değil aynı zamanda gereklidir.

Ryan
2012-11-29 11:20:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Fotonların kütlesi yoktur. Öyleyse varsayımınız yanlış, ancak (diyelim ki) bir ana dizideki yıldızın kütlesinin ne kadarının ömrü boyunca fotonlara dönüştüğünü bilmiyorum.

Fotonlar, karanlık maddeyi açıklayamaz, çünkü karanlık maddenin kütlesi vardır .

Termal enerji (boşluktaki) fotonlardan oluşur. , kendiliğinden parçacık-karşı parçacık çiftleri oluşturabilen. Genellikle bunlar hızla yok olur, bu nedenle bu aynı zamanda iyi bir kitle kaynağı değildir.

-1. Fotonların kütlesi yoktur, ancak enerjileri vardır. Bir yıldızın ömrü boyunca, kütlesinin bir miktarının enerjiye (yani fotonlara) dönüşmesi tamamen mümkündür.
Varsayım, bir yıldızın tüm kütlesinin fotonlar biçiminde enerjiye dönüştürülmesiydi. Beni bir an eğlendir. Karanlık maddenin kütlesi olduğunu söylüyorsun. Nereden biliyorsunuz? Yerçekimini etkilediği için mi? Fotonların yerçekimini etkilemediğini kesin olarak biliyor muyuz?
Seninle dalga geçmekten memnun oldum! Karanlık madde yalnızca yerçekimi etkileriyle tespit edilir. Yalnızca büyük parçacıkların yerçekimi alanları vardır. Yerçekimini etkileyen fotonlara gelince, bildiğim tek mekanizma, dediğim gibi, iyi bir kütle / yerçekimi kaynağı olmayan parçacık / antiparçacık çiftlerinin yaratılmasıdır çünkü çabucak yok olurlar. Fotonların yerçekimini etkilemediğini, sadece Genel Görelilikte onu etkilemediklerini kesin olarak bildiğimizi söyleyemem. Temel olarak, yerçekiminin kökenleri konusunda bir fikir birliği yoktur ... ancak hiçbir deney / gözlem, fotonların yerçekimini etkilediğini göstermemiştir.
Fotonlar yerçekimini etkiler, ancak bunun nedeni yerçekiminin kütleden değil enerjiden etkilenmesidir.
Fotonlar yerçekimine (yerçekimi merceklenmesi) etki eder ve ondan etkilenirler, c hızı nedeniyle yerçekimi kuyuları tarafından yakalanamazlar. Cevabımda Johhn'un yorumuna bakın.
Sanırım bir şey kaçırıyorum. Maddenin yokluğunda yerçekimi enerjiden etkilenir mi?
@Ryan - evet, kütle yerçekiminin yokluğunda enerjiden ve hatta basınç gibi olası olmayan şeylerden etkilenir. Eğriliğin kaynağı stres-enerji tensörüdür (http://en.wikipedia.org/wiki/Stress%E2%80%93energy_tensor) ve bu, kütle ve enerji arasında hiçbir ayrım yapmaz. Ünlü $ E = mc ^ 2 $ ile (in) ilişkili olarak ele alınırlar.
Fotonların kütlesinin olmadığı gerçekten doğru mu?Sanırım geleneksel anlamda kütleleri yok.
@sscotti [Değişmez kütlelere] sahip değiller (https://en.wikipedia.org/wiki/Invariant_mass).Einstein'ın [dediği] gibi (https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_in_special_relativity#Relativistic_mass): "M [" göreli kütle "yerine 'dinlenme kütlesi' m'den başka bir kütle kavramını tanıtmak daha iyidir.] hareket halindeki bir cismin momentum ve enerjisinin ifadesinden bahsetmek daha iyidir. "
Riad
2018-09-17 22:02:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Evrenin erken durumunun esas olarak radyasyon olduğu kabul ediliyor, sonra genişlemiştik; Sonuç olarak radyasyon soğudu ve yoğunlaşarak maddeye dönüştü. Bir foton / radyasyon gazının basıncı pozitiftir ve evrensel gaz yasasına benzer bir denklemle verilir; PV = .9 NkT ( https://en.wikipedia.org/wiki/Photon_gas). Yani mantıksal olarak, evrendeki toplam (eşdeğer) kütle veya toplam yoğunlaştırılmış enerji başlangıçtaki toplam radyasyondan daha az olmalıdır. Yoğuşma süreci de bu radyasyonun yalnızca küçük bir bölümünü içeriyorsa, o zaman kesinlikle yoğunlaştırılmamış bol miktarda radyasyona sahip olmalıyız ve kolayca tüm maddelerden çok daha fazlası olabilir. Bu kalan gaz elbette bugün ve gelecekte genişlemeye devam ediyor. Momentum seviyeleri fotonlar için enerji seviyelerini takip ettiğinden, çeşitli madde nesnelerine baskı uygulayan radyasyon nedeniyle de bol miktarda momentum olmalıdır. ve çok beklenen durumlar olmayabilir. Bu bakış açısını kabul edersek, resmin tamamını görmek için detaylı hesaplamalar yapılabilir. Genişleme oranı, mevcut verilerle karşılaştırmak için faydalı bir sonuç olabilir.



Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...