Marco de referencia para el Fondo de Neutrinos Cósmicos

Es bien sabido que existe un marco de referencia donde el momento total del Fondo Cósmico de Microondas es cero (un hecho básico de la relatividad especial aplicado a una colección de partículas sin masa) y la radiación es homogénea e isotrópica. Esto se puede observar en la anisotropía del dipolo.

Los neutrinos también se desacoplaron de la materia poco después del Big Bang y, por lo tanto, los neutrinos reliquia deben formar un fondo de neutrinos cósmicos ( C v B ). Estos neutrinos son extremadamente difíciles, si no imposibles, de detectar con la tecnología actual.

El C v B también define un marco de referencia de momento total cero. ¿Se espera que este marco de referencia coincida con el de CMB?

¿Puede proporcionar un enlace para la afirmación "existe un marco de referencia donde el momento total del cmb es cero"?
@annav Por ejemplo, arxiv.org/abs/1008.1183 (y muchas publicaciones en este propio sitio...)
Sí, esperamos, en la cosmología FRW en general, que los dos marcos sean iguales e iguales al "marco móvil".
Sospecho que no, ya que AFAIK los neutrinos no son estrictamente sin masa, por lo que su vector de velocidad debe ser similar al tiempo.
Tenga en cuenta que el CMB es increíblemente uniforme y que las fluctuaciones que puede ver en la representación de WMAP son muy exageradas. Ethan Siegel se refirió a eso aquí . Ergo, espero que el marco de referencia CνB coincida con el del CMB.

Respuestas (2)

Como se discute en esta respuesta , el "marco de reposo" del fondo cósmico de neutrinos sería muy similar al definido por el fondo cósmico de microondas si los neutrinos fueran muy ligeros (digamos < 0.1 eV). El Sol se estaría moviendo con respecto a este marco a unos 370 km/s.

Pero si los neutrinos fueran más masivos (por ejemplo, de 1 a 2 eV), entonces se espera que sean muy no relativistas con velocidades comparables a la velocidad de escape de la Vía Láctea. En esas circunstancias, se agruparán alrededor de la Vía Láctea y tendrían un marco de reposo más similar al de la propia Vía Láctea, es decir, estarían orbitando alrededor de la Galaxia y el Sol se movería en promedio a unos 220 km/s. con respecto al neutrino promedio.

En la actualidad, las masas en reposo de los neutrinos se encuentran probablemente en algún lugar entre estos extremos, por lo que se cree que el fondo cósmico de neutrinos tiene una pequeña anisotropía dipolar que estará algo compensada con respecto a la del fondo cósmico de microondas. Con eso quiero decir que si restaste la anisotropía del dipolo implícita en el CMB, aún te quedaría una anisotropía en el C. v B.

La suposición básica en el modelo cosmológico del Big Bang es que el CMB parte de una radiación de cuerpo negro uniforme observada en el mapa.

cmb

Mapa de todo el cielo del CMB , creado a partir de 9 años de datos WMAP.

son una reliquia de la densidad de la materia en el momento del desacoplamiento de los fotones, unos 380000 años después de la BB. Por el contrario, el desacoplamiento de neutrinos, si se pudiera medir el fondo cósmico de neutrinos, sería aproximadamente un segundo después de la BB.

La topología de la densidad del tensor de energía de estrés que describe el universo 1 segundo después de la BB no puede ser la misma que la de 380.000 años ya que las fuerzas electromagnéticas y gravitatorias estarían muy activas en el intervalo. Los neutrinos darían una instantánea a 1 segundo de la BB.

Por lo tanto, cualquier supuesto marco de reposo de CMB tiene una pequeña probabilidad de ser el mismo que para ( C v B ) . Piense en formas en el flujo de fluidos. Son diferentes aguas abajo.

No entiendo esta respuesta. ¿Qué quieres decir con "pequeña probabilidad de ser el mismo"? Claramente, tienen probabilidad cero de ser EXACTAMENTE iguales. Aún así deberían estar muy cerca de ser iguales, y en el límite donde el universo es homogéneo e isotrópico serán exactamente iguales. ¿Estás de acuerdo?
Perdóneme, pero ¿no requeriría esto también el límite de neutrinos de masa cero? Mi opinión es que, dado que la velocidad de CMB es nula y la velocidad de masa de neutrinos distinta de cero es similar al tiempo, los marcos comóviles deben diferir. ¿Es eso incorrecto?
@Ihle Piense en manchas de pintura en un río que fluye. Sus formas están distorsionadas. Una instantánea de la densidad de blobs al comienzo del flujo será diferente a una instantánea diez minutos después. Por lo tanto, no pueden formar el mismo vector de impulso.
@ErikJörgenfelt Creo que tiene razón en que el hecho de que los neutrinos tengan masa entrará en el problema. Pero los marcos de descanso dependen de la masa invariante de todo el conglomerado, los más de un fotón definen una masa invariante aunque no tengan masa (piense en el)
eso debería ser "piensa en el pi0"
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