Comment le taux de diffusion des photons implique-t-il que l’univers est transparent?

JonTrav1

Comment le taux de diffusion des photons implique-t-il que l’univers est transparent?


Dans l’ Intro to Cosmology de Barbara Ryden, elle appelle «  l’époque du découplage des photons  » comme le moment où la vitesse à laquelle les photons se dispersent des électrons devient plus petite que le paramètre Hubble. J’ai du mal à comprendre pourquoi le fait que l’univers se dilate plus vite que la vitesse à laquelle les photons sont diffusés, nous dit que l’univers est devenu transparent? La vitesse à laquelle les photons sont diffusés est fonction de l’expansion, il est donc clair pourquoi les deux sont connectés, mais comment cela implique-t-il la transparence?

Réponses


 Jim

Le taux de diffusion Compton des photons est facilement lié au libre parcours moyen des photons comme

Γ = c λ

Γ = c λ

Γ

est le taux de diffusion Compton et

λ

est le libre parcours moyen.

De plus, le paramètre Hubble peut être lié à la taille approximative de l’horizon cosmologique comme

H 1

. De cela, vous pouvez voir que

Γ < H λ > H 1

Γ < H λ > H 1

Autrement dit, un taux de diffusion inférieur au taux de Hubble signifie que le libre parcours moyen des photons est supérieur à la taille approximative de l’horizon cosmologique. Pourquoi cela signifie-t-il que l’univers est transparent? Parce que lorsque le libre parcours moyen est plus petit que l’horizon, il y a une probabilité plus élevée que les photons soient diffusés, ce qui conduit à un univers plus opaque. Mais, lorsque le libre parcours moyen est plus grand que l’horizon, il y a une plus grande probabilité que les photons puissent essentiellement voyager éternellement sans se diffuser (leur permettant de voyager pendant des milliards d’années et d’être finalement détectés par nous). Ils ne pourront pas interagir avec quoi que ce soit en dehors de leur horizon, donc à toutes fins utiles, nous avons un streaming gratuit. Évidemment, c’est un univers transparent.

Jim

Ma réponse est-elle trop transparente?

 

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