Fracción de ionización de helio en alternancia, dominó el universo primitivo

Me piden que verifique una expresión para la fracción de ionización del helio en un universo en el que el helio domina la materia bariónica.

Me dan que la fracción de ionización X = norte H mi + norte H mi + + norte H mi con una energía de ionización dada q H mi , y las densidades numéricas por la fórmula norte i = gramo i ( metro i k B T 2 π ) 3 / 2 Exp ( metro i C 2 k B T ) . También la relación barión-fotón en este caso es η = 4 ( norte H mi + + norte H mi ) norte γ .

Estoy tratando de mostrar que al juntar todo esto obtengo algo con la forma:

en ( 1 X X 2 ) = A + en ( η ) B en ( q H mi k B T ) + q H mi k B T . donde A y B son constantes.

Cuando conecto todo, tengo 1 X X 2 = norte γ 8 η Exp ( q H mi k B T ) , lo que da:

en ( 1 X X 2 ) = en ( norte γ 8 ) + en ( η ) + q H mi k B T

¿Alguna idea de dónde podría haber ido mal?

Hay algunas personas aquí que probablemente podrían responder eso; sin embargo, me parece más como una Q para la pila de Física.

Respuestas (1)

Mi respuesta está incompleta (pero aún posiblemente útil, solo publicando porque no tengo suficientes "puntos" para comentar).

Hice un poco de las matemáticas involucradas pero no sustituí los términos con n's y eta's. Sin embargo, a partir del resultado en la parte inferior de esa página, me parece una expansión binomial (expansión de Taylor truncada). El enlace muestra el orden más alto para sus términos (lo cual está bien, ya que los términos de orden más alto generalmente se pueden considerar insignificantes) con el mismo patrón +/- que espera en su respuesta.

Muchas gracias, trabajaré en esto y les contaré cómo funciona. Siempre me olvido de Taylor Expansion...