Velocidad del Sistema Solar relativa a CMB

En el libro 'Una introducción a la ciencia de la cosmología' de Raine y Thomas, tienen dos ecuaciones

Δ T T = v C porque ⁡ θ ′ ( 4.14 )
T = ( 3.372 ± 0.014 ) × 10 − 3 porque ⁡ θ ′ k ( 4.15 )
A partir de estas dos relaciones, la velocidad del sistema solar en relación con CMB se ha escrito como 371 ± 1 km/s en la dirección ( yo = 264.14 ± 0.3 ∘ ,   b = 48.26 ± 0.3 ∘ ) . ¿Cómo llegamos a esta velocidad y dirección?

Anisotropía del dipolo CMB... entonces, ¿cuál es la pregunta?
Tiene que ajustar numéricamente la anisotropía predicha a los datos medidos. Eso puede parecer fácil, pero estoy bastante seguro de que no lo es. El conjunto de datos de CMB tiene una serie de fuentes de errores sistemáticos no triviales que deben controlarse cuidadosamente. Tendrá que leer los documentos de análisis de datos completos para comprender cómo lo hizo la colaboración y, por lo general, es una buena idea ponerse en contacto con los miembros del equipo responsables de dicho análisis para discutir los detalles si desea hacer su propio análisis o usar el resultado para investigación no trivial por su cuenta.
@CuriousOne Creo que medir solo el dipolo es probablemente mucho más fácil: es muy "fuerte" en comparación con el resto de la señal, y es lo primero que debe eliminarse para realizar cualquier otro análisis. Probablemente para obtener una eliminación muy precisa se requiere mucho cuidado, pero creo que solo obtener una velocidad dentro de 1 km / s no sería tan malo.
@KyleOman: Podría ser. 1 km/s de 370 me parece una precisión bastante buena... pero tal vez la señal no sea sensible al fondo galáctico. Mi opinión sobre estas cosas está un poco "nublada" ya que una vez escuché un montón de un postdoctorado que dedicó la poca carrera que tenía en el campo a catalogar las nubes de gas galáctico que necesitaban ser excluidas del análisis CMB... allí Se podía obtener muy poco honor científico de eso y era absolutamente vital tener un conjunto tan completo para eliminar los errores sistemáticos del análisis. Esto puede ser menos crucial para el dipolo.
@CuriousOne Sí, la señal se parece a ***** DIPOLO *****, cuadrupolo, octupolo, hexadecapolo, ... Puede ver el mapa CMB sin procesar aquí . Puedes ver un poco del primer plano galáctico a lo largo del ecuador, pero abrumadoramente ves el DIPOLO;)

Respuestas (2)

Primero, realiza una medición del mapa de temperatura CMB. Con la temperatura promedio restada, esto se ve así:

ingrese la descripción de la imagen aquí

La característica principal que se ve aquí es un dipolo claro, la firma del desplazamiento doppler causado por el movimiento del detector en relación con el marco de reposo CMB. También hay un poco de pelusa visible a lo largo del ecuador procedente de fuentes galácticas en primer plano. La señal CMB cosmológicamente interesante real está enterrada bajo el abrumador dipolo y los primeros planos.

Para obtener una medida de la velocidad, uno simplemente ajusta un dipolo al mapa (con el monopolo, o temperatura media, ya restado), que se parece a su ecuación 4.14. Tu 4.15 me parece un poco sospechoso fuera de contexto, porque si θ ′ rangos desde 0 a 2 π , obtendrá valores negativos para la temperatura. No creo que sea realmente necesario, en cualquier caso. Una vez que el dipolo esté ajustado, sabrá en qué dirección está el movimiento (supongo que θ ′ se define como un ángulo desplazado desde algún ángulo de referencia), y su magnitud ( v / C ). A partir de ahí, solo es cuestión de convertir a coordenadas galactocéntricas . ( yo , b ) .

Si nos estamos moviendo en relación con el CMB, los fotones del CMB tendrán un desplazamiento Doppler (y la cantidad depende de la dirección relativa al marco del CMB). Esto induce un dipolo en el mapa de fluctuación de temperatura.

T ( θ ) = T 0 ( 1 + v / C porque ⁡ θ )

a primer orden en v , que podemos medir. La dirección y la velocidad se pueden encontrar, por ejemplo, ajustando un dipolo a los mapas de temperatura CMB producidos, por ejemplo, por WMAP y Planck. Para obtener más detalles sobre cómo se hace realmente en la práctica, consulte, por ejemplo, el artículo de Planck sobre el refuerzo Doppler del CMB.

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