Страница 1 из 2

Детали фонового излучения

Добавлено: Пт мар 01, 2013 18:18
morozov
WMAP: триумф девятилетней службы

12 февраля 2013 года. ТрВ № 122, c. 10-11, "Вселенная"
Борис Штерн
Рубрика: Исследования


В декабре 2012 года вышло два препринта коллаборации WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), подводящие итоги 9-летней работы космической станции по «картографированию» реликтового микроволнового излучения, испущенного рекомбинирующей плазмой, когда Вселенной было 380 тыс. лет.

Изображение
Рис.1. (С сайта apod.nasa.gov)

На рис. 1 — карта неба, снятая WMAP, где цвет отражает неоднородности температуры реликта. Первоисточник выглядит иначе: на показанной карте сигнал очищен от галактического фона и фона отдельных внегалактических источников. Реальный контраст пятнистости на этой карте — всего лишь 10-5.

Карта совершенно хаотична, и, кажется, что из нее нельзя извлечь ничего интересного. На самом деле, в ней зашифрована важнейшая информация о Вселенной, карта говорит о ней, как о целом, больше, чем наблюдения далеких галактик и квазаров. Причем эта информация касается не только параметров Вселенной, но и самого процесса ее «сотворения», который называется «космологическая инфляция». По мнению автора, суммарное научное значение результатов WMAP превосходит значение открытия бозона Хиггса. Просто эти результаты растянуты во времени. Но для начала полезен небольшой экскурс в прошлое.

Предсказание

Бывают удивительные истории, когда некий вывод, найденный кабинетным ученым на бумаге вне всякой связи с реальностью, вдруг через много лет обретает плоть и мощь, становясь одной из несущих конструкций науки. Такая история произошла с работой А. Д. Сахарова, сделанной в 1963 году. В этой работе исследована эволюция акустических колебаний вещества в ранней Вселенной и получен очень интересный красивый результат. Мы с Валерием Рубаковым писали об этой работе в ТрВ № 83, сейчас кое-что стоит повторить вкратце.

В ранней Вселенной изначально возникли неоднородности плотности материи. По современным представлениям, неоднородности возникают как квантовые флуктуации во время космологической инфляции (раздувания), в первые 10-35 секунды. Через доли секунды эти неоднородности оживают и начинают колебаться как звуковые волны. Сейчас мы знаем, что среда во Вселенной (как в ранней, так и в современной) состоит из преобладающей темной материи и обычного вещества, которые взаимодействуют только через гравитацию и во многих отношениях ведут себя независимо друг от друга. Акустическим колебаниям подвержено только обычное вещество.

Важная вещь: у всех волн на старте оказывается одинаковая фаза. Это — стоячие волны, подобные волнам на гитарной струне. Их можно наблюдать, например, в порту, у бетонной стены причала. Там «стоячесть» обеспечивается интерференцией набегающих и отраженных волн. В результате амплитуда волн синхронно меняется: поверхность то вспучивается высокими буграми, то разглаживается. В ранней Вселенной волны оказываются стоячими из-за быстрого расширения пространства.

Поскольку все волны определенной длины имеют общую фазу, через четверть периода (π/2) они проходят через ноль, а через полпериода (π) вновь достигают максимума (частота волны в процессе расширения вселенной уменьшается, поэтому фаза — функция времени, деленного на масштабный фактор). Значит, в любой момент времени волны, у которых набралась фаза π, 2π,…, будут иметь максимальную амплитуду, а 1/2 π, 3/2 π, … — нулевую. И благодаря акустическим волнам в любой момент, в том числе и во время испускания реликтового излучения, неоднородности барионной материи на одних размерах будут выделены, на других подавлены. Если разложить карту застывших неоднородностей по угловым гармоникам (мультиполям), получится осциллирующая кривая. Эффект получил название «сахаровские осцилляции», хотя в настоящее время в научной литературе чаще используется термин «акустические осцилляции».

Сахаров работал в предположении, что Вселенная холодная, что было опровергнуто в тот же год, когда статья Сахарова вышла из печати. Но само явление осталось применимым и к горячей Вселенной. Причем оно оказалось реально наблюдаемым, чего не мог предвидеть Сахаров.

То, что сахаровские осцилляции в принципе можно наблюдать, стало ясно после открытия реликтового излучения в 1965 году. Перспективу давало само реликтовое излучение: ведь его карта и есть карта ранней Вселенной, где должны быть запечатлены все неоднородности, еще не успевшие исказиться из-за гравитационной неустойчивости. Эффект осцилляций был проанализирован заново для случая горячей Вселенной Р.А.Сюняевым и Я.Б.Зельдовичем, а также независимо П. Пиблсом и Ж.Ю (PJ.E. Peebles, J.T. Yu) — обе работы опубликованы в 1970 году. Прошло четверть века, и сахаровские осцилляции увидели воочию.

«Показания стрелок» на карте
Рис. 2. Разложение карты реликтового излучения по мультипольным моментам, или, что то же самое, по угловым гармоникам (спектр мощности). Высокий пик слева означает, что карта имеет самую контрастную пятнистость при размере пятна около градуса. Черные точки с ошибками – результат разложения карты WMAP, показанной на рис. 1. Голубые точки – результат обзора небольшой части неба, сделанного с лучшим угловым разрешением с помощью микроволнового телескопа на Южном полюсе (SPT). Оранжевые точки – данные «Космологического телескопа» в Атакаме (ACT). Сплошная кривая – результат подгонки теории ТОЛЬКО к данным WMAP, данные при мультипольных моментах больше 1000 не использовались! Рисунок взят из статьи G.Hinshaw et al. arXiv:1212.5226

Изображение
Рис. 2. Разложение карты реликтового излучения по мультипольным моментам, или, что то же самое, по угловым гармоникам (спектр мощности). Высокий пик слева означает, что карта имеет самую контрастную пятнистость при размере пятна около градуса. Черные точки с ошибками – результат разложения карты WMAP, показанной на рис. 1. Голубые точки – результат обзора небольшой части неба, сделанного с лучшим угловым разрешением с помощью микроволнового телескопа на Южном полюсе (SPT). Оранжевые точки – данные «Космологического телескопа» в Атакаме (ACT). Сплошная кривая – результат подгонки теории ТОЛЬКО к данным WMAP, данные при мультипольных моментах больше 1000 не использовались! Рисунок взят из статьи G.Hinshaw et al. arXiv:1212.5226

Основная картинка, демонстрирующая результат работы космической станции WMAP, представлена на рис. 2. Это расшифровка карты, показанной на рис. 1. Основная часть точек — результаты WMAP. Точки справа на падающем «хвосте» спектра получены аппаратурой с меньшим охватом неба, но с лучшим угловым разрешением. Точки с наименьшими ошибками получены на микроволновом телескопе, расположенном на Южном полюсе (тарелка диаметром 10 м).

Высокий пик на рис. 2 (соответствует «пятнистости» размером около градуса) — акустические волны, пришедшие к моменту рекомбинации с фазой π. За одно колебание они успели подрасти из-за гравитационного взаимодействия с темной материей, которая за это время «скомковалась» в сто раз сильней барионного вещества. Правее — следующие пики, соответствующие фазе 2π и 3π и т.д. Они ниже, в частности, потому, что оказались частично замыты: рекомбинация происходит не мгновенно, и «фотография» чуть растянута во времени — мелкомасштабные неоднородности успевают разгладиться (так называемый эффект Силка).

Осциллирующая кривая на рис. 2 поразительно информативна. Это примерно то же самое, если бы мы увидели на карте ранней Вселенной показания разнообразных измерительных приборов. Причем эти показания точнее, чем можно извлечь из измерений параметров современной Вселенной. В частности, положение пиков весьма чувствительно к кривизне нашего трехмерного пространства Ωk, — этот параметр примерно равен относительному отклонению суммы углов треугольника от 180º для треугольника размером с видимую часть Вселенной. Оказывается, наша Вселенная с хорошей точностью плоская на масштабе горизонта (Ωk = -0,037±0,043, если брать только данные WMAP, и Ωk = 0,001±0,012, если привлечь также данные наземных микроволновых телескопов). Высота главного пика чувствительна к относительному вкладу барионов в содержимое Вселенной. Соотношение между вторым и третьим пиками зависит от вклада темной материи. И так далее.

Конечно, эффекты от всех этих и других параметров запутаны, и их извлекают не по отдельности, а все вместе посредством процедуры, называемой «подгонкой методом максимального правдоподобия». Для подгонки кроме данных нужна теоретическая модель, которая предназначена описать данные. Здесь она слишком сложна, чтобы ее можно было выразить формулой. Модель включает в себя множество процессов. Прежде всего это генерация начального спектра неоднородностей, предположительно – механизмом космологической инфляции.

В первом приближении спектр — плоский (амплитуды неоднородностей любых размеров одинаковы), но небольшое отличие от плоского может иметь место и представляет большой интерес. Поэтому наклон спектра (степенной индекс ns) входит в число подгоночных (свободных) параметров. Амплитуда неоднородностей — второй параметр. Далее, концентрация обычного (барионного) вещества влияет на процесс рекомбинации и определяет, с какой «глубины истории» к нам приходят фотоны реликтового излучения. Это третий свободный параметр. Темная материя дает неоднородный гравитационный потенциал, влияющий на акустические волны. Ее концентрация — четвертый свободный параметр. Далее — кривизна Вселенной, пятый параметр. От него будет зависеть угол, под которым мы видим всю картинку. Похожий эффект дает темная энергия, от нее зависят время распространения фотонов после рекомбинации и, соответственно, расстояние, которое они пролетели. Так что плотность темной энергии — это еще один параметр. Правда, не все эти параметры независимы: полная плотность энергии во Вселенной в сумме с вкладом кривизны, пропорциональным flk , должна давать критическую плотность. Так что пока свободных параметров пять.

Это еще не всё. Оказывается, состояние Вселенной после рекомбинации тоже влияет на карту реликта. Свободные электроны рассеивают излучение, что слегка замывает картину и требует учета. Электроны связываются в атомы в эпоху рекомбинации, но через сотни миллионов лет межгалактический газ снова меняет свое состояние — под действием ультрафиолетового излучения квазаров и звезд происходит вторичная ионизация. Когда точно она произошла — мы не видим. Поэтому это шестой свободный параметр.

Теперь осталось все вычислить в зависимости от параметров — как развивались неоднородности темной материи в расширяющейся Вселенной, как колебались волны барионной материи и как они взаимодействовали через гравитацию с темной материей, как проходила рекомбинация вещества, как излучались фотоны реликтового излучения и как они взаимодействовали по дороге. И многое другое. И подобрать такую шестерку параметров, которая наилучшим образом опишет данные, показанные на рис. 2.

Вот наиболее важные из этих и других (вычисляемых) параметров:

• Плотность барионов в единицах критической плотности Ωb = 0,0463±0,0024

Плотность темной материи в тех же единицах Ωc = 0,233±0,023
Плотность темной энергии в тех же единицах Ωλ = 0,721±0,025
Возраст Вселенной 13,74±0,11 млрд лет (точность лучше процента!)

Это результаты всех 9 лет работы WMAP. Дальше начинается дополнительная игра: данные WMAP дополняются информацией, полученной другими методами, в частности из обзоров неба обычными телескопами. Точность возрастает.

Одна из самых интересных вещей, которые при этом обнаруживаются: отклонение спектра первичных возмущений от чисто плоского становится статистически значимым: ns = 0,9608±0,0080 (пять стандартных отклонений от плоского, соответствующего ns=1). Это уже кое-что говорит о самом процессе инфляции.

Вклад в фундаментальную физику

Космологическая инфляция работает как исполинский конвейер. Все возмущения плотности рождаются с определенным размером: 10-27 см или около того. Потом каждое возмущение растягивается в e-раз за каждые 10-37 с, за это время генерируются новые, еще не растянутые. И когда «конвейер» останавливается, проработав, скажем, 10-34 с, имеем плоский спектр, простирающийся от 10-27 до 10300 см (последнее число очень условно). Нас интересуют те возмущения, которые при остановке составляли от долей микрона до долей мм — именно они растянулись уже после инфляции в те неоднородности, которые видит WMAP Когда они генерировались, «колесам конвейера» предстояло сделать еще около 50-60 «оборотов», т.е. растяжений в е раз. И из измеренного значения ns прямо следует, что «конвейер» к тому моменту уже притормаживал — движущее скалярное поле ослабевало. И скорость торможения (характеризуемая отличием ns от 1) зависит от характеристик этого поля. Не исключено, что вскоре можно будет написать формулу зависимости потенциала поля от его величины. Некоторые варианты уже можно отбросить. Так люди дотянулись до физики явлений, на десять с лишним порядков выходящих за пределы возможностей Большого адронного коллайдера.

И это еще не всё! Объединенные данные WMAP и других обзоров диктуют, что число типов частиц, слабо взаимодействующих с веществом и имеющих малую массу, равно 3,26±0,35. Таковые частицы — три типа нейтрино. Если бы их число было другим, изменился бы темп расширения Вселенной в эпоху рекомбинации и перед этой эпохой, и наблюдаемая картина была бы немного другой. Значит, все нейтриноподобные частицы нам уже известны.

В эпоху рекомбинации нейтрино имеют энергию примерно в 0,2 эВ. Если бы у нейтрино была масса, сравнимая с этой энергией, то они двигались бы заметно медленнее света, что опять сказалось бы на карте реликтового излучения. Если привлечь все данные, то получается, что сумма масс всех нейтрино меньше 0,44 эВ. Такого уровня уже очень непросто достичь в лабораторных условиях.

Почему это так хорошо получается

Согласие между теоретической кривой с подогнанными шестью параметрами и данными на рис. 2 можно назвать поразительным, фантастическим. Шесть подгоночных параметров для сложной кривой со многими максимумами с неочевидными соотношениями высоты — это очень экономно, примерно как убить шестью выстрелами тридцать зайцев. Причем полученные значения параметров близки к тем, которые были найдены раньше, хотя и с меньшей точностью, из данных о современной Вселенной.

Как вообще людям удается так хорошо описать то, что происходило в интервале истории от долей секунды до сотен миллионов лет? С одной стороны, есть облегчающее обстоятельство: все неоднородности плотности относительно малы, поэтому работает теория возмущений в первом порядке. С другой стороны, процессов много, и все они не столь просты. Плюс к тем эффектам, которые перечислены выше, есть, например, всякие переходные процессы: когда неоднородность входит под горизонт (от секунд до тысяч лет), когда меняется уравнение состояния Вселенной (80 тыс. лет) — они усиливают контраст распределения темной материи. Дальше, надо точно знать, как протекала во времени рекомбинация водорода и даже гелия, — от этого зависит, насколько замыт контраст неодно-родностей малых масштабов. Есть еще целый ряд эффектов, влияющих на картину, — мы опустим их, чтобы не перегружать читателя подробностями.

И это всё тщательно учтено. Конечно, над теорией ранней Вселенной работает много людей, разные независимые группы — все перепроверено по много раз, и достигнут консенсус. И обработкой данных WMAP занимается много народа.

Здесь стоит выразить признательность NASA, которая уже десятилетиями выкладывает все данные разных экспериментов в открытый доступ. Их может скачать любой исследователь вместе со всей сопутствующей информацией, необходимой для обработки. Это полезно сразу в нескольких отношениях.

Во-первых, если в данных есть «косяки», их обязательно обнаружит «народный контроль» из независимых исследователей разных стран. В частности, на раннем этапе накопления данных Павел Насельский, Олег Верходанов, Андрей Дорошкевич и Игорь Новиков обнаружили, что карта реликтового излучения, представленная командой WMAP как вариант, полностью очищенный от фона, на самом деле коррелирует с фоном по фазам гармоник, т.е. очищена плохо. Стали чистить лучше. Вообще, сама возможность контроля со стороны заставляет команду «вылизывать» инструмент и подготовку данных до предела возможного.

Во-вторых, открытость данных мобилизует добровольцев в данную область исследований. И наконец, команда эксперимента, как правило, снимает сливки, но не может выкопать из данных всё, что там содержится. Это делают многочисленные волонтеры по собственной инициативе.

В результате, теория с небольшим числом подгоночных параметров великолепно описывает наблюдения. Более того, взгляните снова на рис. 2. Параметры Вселенной, приведенные выше, найдены только по точкам WMAP, которые идут лишь до мультипольного момента ~1000 (разрешение 0,2о). Однако теоретическая кривая с этими параметрами, проведенная дальше, до мультиполей ~2000, великолепно описывает точки, полученные в других экспериментах, хотя они не учитывались при подгонке!

Успех означает, что космологи действительно хорошо понимают и умеют количественно описывать то, что происходило в ранней Вселенной. На детальном уровне — всё, что происходило после первых долей секунды. На более качественном — ощущают эпоху 10-35 секунды, когда формировался спектр неоднородностей Вселенной и создавалась сама Вселенная. Это — твердая почва под ногами ученых, которые залезли в такие масштабы мироздания, о возможности исследования которых еще недавно никто не догадывался.

Борис Штерн
Автор признателен Валерию Рубакову за ценные уточнения

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Пт мар 01, 2013 19:32
test123
morozov писал(а):Согласие между теоретической кривой с подогнанными шестью параметрами и данными на рис. 2 можно назвать поразительным, фантастическим.
morozov писал(а):В результате, теория с небольшим числом подгоночных параметров великолепно описывает наблюдения.

Сказка!!!Хансик отдыхает.
morozov писал(а):Успех означает, что космологи действительно хорошо понимают и умеют количественно описывать то, что происходило в ранней Вселенной. На детальном уровне — всё, что происходило после первых долей секунды. На более качественном — ощущают эпоху 10^-35 секунды, когда формировался спектр неоднородностей Вселенной и создавалась сама Вселенная. Это — твердая почва под ногами ученых, которые залезли в такие масштабы мироздания, о возможности исследования которых еще недавно никто не догадывался.
Пока господа угадывальщики не опищут что было до БВ, первые секунды после начала и весь период становления вселенной, все их угадывания будут оставаться сказкой. Будут гравитационные волны, чёрные дыры, тёмная материя и прочее... И всё как бы уже существует по их представлениям. Сказка стала былью! 8)

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Пт мар 01, 2013 23:57
Green6666
Уважаемый Борис Штерн , ну полно в самом деле

Ну сделали ряд предположений пару человек в свое время и пошло поехало , сейчас сотни астрономов пишут жалобы о том , что их начальство заставляет связывать наблюдения с Большим Взрывом ,.
Направили Хаббл на место где должены были увидеть время большого взрыва и увидели там уже сформированые галактики , Как они там оказались ?, Если это чудо было, то причем тут физика ?
Указанная в заметке карта анизотропии реликтового излучения в более чем 100 позициях совпадает с картой облаков ионизированного водорода,. Где научные доказательства что она имеет какое либо отношение к Большому взрыву ? Да Сахаров занимался взрывами , допустим он делал какие то оценки , но какое это доказательство?
Причины для красного смещения могут быть отличными от космологического расширения , и уж точно не существет никакой непротиворечивой научной модели расширяющейся Вселенной, замечу никакой.
Сотворение Мира (Вселенной) вопрос который при всем уважении вне компентенции физиков. И отрывочные записи и ссылки на великих физиков прошлого плохое подспорье для объяснения того , что объяснить с точки зрения физики невозможно.
Я например сейчас на Кутузовском , на третей линии , могу услышать отдельные машины около дома , но отдельные машины на Кутузовском я выделить не могу, слышится ровный такой гул , если бы я не мог добраться до Кутузовского проспекта , то мог бы решить, что этот гул тоже эхо Большого Взрыва ( и даже связал гармоники с тем как могло рвануть Сахорова бы приплел) .
Но, к счастью, я могу добратся у и непосредственно увидеть , что на проспекте машины , а не Большой Взрыв.
Так же произошло и с астрономами , направили недавно Хаббл в темную даль и обнаружили сформированные галактики вместо, вспышки Большого Взрыва.
Можно конечно ссылатся на заметки великих ученных прошлого и продолжать изображать из себя знатоков в области сотворения Мира , но почему бы успокоился на том, что наблюдаемая Вселенная в целом однородна и стационарна , как это предположил Фридман.
А в отношении вопроса создания Мира я бы доверился священным книгам.

С уважением,

Матыцын Д.

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Сб мар 02, 2013 11:41
test123
И ещё один немаловажный момент... неужели астронефизики и вправду считают, что вселенная ограничена горизонтом видимости???? Иначе можно назвать этот горизонт (14 млрд св лет) пределом нелокальности. Вселенная бесконечна и однородна (и стационарна) во всех направлениях, с учётом масштаба предела нелокальности. И если однажды попытаться переместиться на край видимой части "нашей вселенной", то перед нами будет открываться новый горизонт, а за нами будет исчезать наш горизонт... NASA проводили эксперимент, когда телескоп направляли на "пустое" место на небосклоне и наблюдали длительное время... там появились цветные галактики (как леденцы). А какой вывод сделали астрОномы, я уже не отслеживал, не интересно. Хотя вывод очень простой, носитель нелокальности ограниченной длины... 8)

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Сб мар 02, 2013 11:54
test123
Господин Матыцын Д. Согласен с Вами исключая БВ.
Green6666 писал(а):Сотворение Мира (Вселенной) вопрос который при всем уважении вне компетенции физиков. И отрывочные записи и ссылки на великих физиков прошлого плохое подспорье для объяснения того , что объяснить с точки зрения физики невозможно.
Здесь я не могу согласиться с Вами. Почитайте Библию как физик ... Мне уже приходилось здесь писать: В Начале было слово и слово было у Бога и слово было БОГ... Вы, как физик, должны попробовать произнести это слово, к примеру, вот так "БООООООООООООООО.........ОООГ! не забывайте, что Вы, как образ и подобие Его, находитесь в упругой почти несжимаемой среде (частицы ПО) и излучаете изотропно во все стороны это Слово. Далее всё просто. Главное, правильно и корректно поставить задачу!!! Пробуйте!!!

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Сб мар 02, 2013 13:21
morozov
Олег СЕРДЮК

Б.Штерну, которого я не боюсь
и называю открыто

В пространстве ОТО*, загадочно пустом,
За миражом научной дешевизны
Бредет Б.Штерн, оставив отчий дом,
Ворча и спотыкаясь о кривизны**.

Но вот удар, падение и крик
Летит стремглав, стремительно и сильно,
Летит и матерится каждый миг,
В согласии с решением Шварцшильда***.

О боже, почему трещит так голова?
Жена где, дети, кошелек и брюки?
Вокруг зияет черная дыра –
Кошмарное творение науки.

И вот уже в отеческой заботе
Летит любимый шеф на гравилёте.
Он машет укоряющим перстом:
Зачем ты, Штерн, покинул отчий дом?

Ты выйди вечерком на танцы под эфир,
Пройдись с подругой, нежною и статной,
У нас вокруг немало черных дыр –
Их изучать доступно и приятно.

ОТО – общая теория относительности Эйнштейна.
** – Кpивизна – важный математический объект (тензоp) в ОТО.
*** – Шваpцшильд – автор решения уравнений Эйнштейна, описывающего «черную дыру».

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Сб мар 02, 2013 16:28
Green6666
Валерий Борисович
Стихи суперрр!

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Пн мар 04, 2013 17:11
noiss
Green6666 писал(а): Причины для красного смещения могут быть отличными от космологического расширения , и уж точно не существет никакой непротиворечивой научной модели расширяющейся Вселенной, замечу никакой.
То, что вы ничего не понимаете в вопросе, не даёт оснований для дурацких заявлений
Green6666 писал(а): А в отношении вопроса создания Мира я бы доверился священным книгам.
В соответствии с этим заявлением - мнение мракобеса не представляет интереса для науки.

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Пн мар 04, 2013 22:35
test123
noiss писал(а):мнение мракобеса не представляет интереса для науки.
Вы считаете, что теология это не наука?

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Пн мар 04, 2013 22:47
noiss
Да что тут считать. Считать ничего не надо, и так всё ясно. А вот вопрос ваш считаю оскорбительным для науки.

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Пн мар 04, 2013 23:26
test123
noiss писал(а):Считать ничего не надо.... А вот вопрос ваш считаю оскорбительным для науки.
Оскорбляйтесь, наука от этого не пострадает... даже и не заметит, что Вы оскорбились... Обжалуйте мою реплику в РАН. :D У Вас проблемы с топологией...

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Вт мар 05, 2013 18:12
noiss
test123 писал(а):
noiss писал(а):Считать ничего не надо.... А вот вопрос ваш считаю оскорбительным для науки.
Вы не понимаете разницы между этими двумя счётами? У вас проблема с логикой

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Вт мар 05, 2013 19:32
Green6666
Уважаемый noise

Переходить на личности не прилично , а в случае интернет форума это еще и выглядит глуповато.
Если вы считаете, что я в чем то неправ то обоснуйте пожалуйста.
Моя позиция по отношению к реликтовому излучения хорошо известна, ее можно найти здесь в теме относительная термодинамика Толмена, а также можно просто набрать в google реликтовое излучение .
Если вы найдете в моей позиции однозначные ошибки , то обязуюсь перечислить Вам 5000 руб на мобильник ,
В качестве судьи предлагаю Валерия Борисовича , если он решит что Вы правы шлите мобильник перечислю.

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Вт мар 05, 2013 21:48
test123
Поддерживаю, учить нужно долларом или фунтом, быстро соображать начнут...

Re: Детали фонового излучения

Добавлено: Ср мар 06, 2013 10:17
Борисов Виктор
Говорят, Бог любит троицу.
Попробую. Может в третий раз удастся, хоть до кого-нибудь донести.
Если мы положим на детектор спектрометра источник гамма-излучения,
допустим Cs-137, из комплекта ОСГИ, то получим вот такой спектр:
Изображение
Теперь главное. Валерий Борисович, я прекрасно знаю, что первый пик, после фотопика Cs-137 с энергией 660 кэВ – это пик однократного рассеяния (или обратного отражения). Я знаю, что есть двух- и трехкратное, и т.д. рассеяние гамма-квантов. Но это все можно «углядеть» только на расстояниях, равных двум или трем длинам свободного пробега гамма-квантов в данном материале. Если источник помещают в какое-либо вещество (4π-геометрия) и измеряют спектры гамма-излучения на расстояниях больше, чем 2-3 длины свободного пробега первичных квантов, то регистрируется только пик многократно рассеянного излучения. Ну «забывают» кванты место своего рождения.
Валерий Борисович, прежде чем возражать, прочитайте эти два пункта.
1. Если в одну и ту же среду помещать источники радиоактивного излучения с различными энергиями первичного излучения, то максимумы многократно рассеянного излучения будут иметь ПОСТОЯННУЮ энергию. Т.е. величина максимума спектра многократно рассеянного излучения зависит ТОЛЬКО ОТ СВОЙСТВ СРЕДЫ, но не зависит от энергии квантов, возбуждающих эту среду.
2. Если в однородную среду поместить источник радиоактивного излучения и регистрировать спектры многократно рассеянного излучения на различных расстояниях от него, то не только максимумы спектров многократно рассеянного излучения будут иметь одну энергию, но и сами СПЕКТРЫ БУДУТ ПОДОБНЫ, т.е. при введении коэффициента пропорциональности они станут ЕДИНЫМИ.
Ниже приведены спектры, измеренные в воде и блоке алюминия не от Cs-137, а от Pu-Be источника нейтронов. Это для того, чтобы попытаться убедить Вас, да и других тоже, что не зависимо от того будет ли энергии возбуждения моно или поли энергетическая, от гамма-источников или от нейтронных, максимум спектра многократно рассеянного излучения будет регистрироваться в одной и той же среде с постоянной энергией (для Аl – 100 кэВ, для воды – 60 (кожух прибора из Аl, поэтому смещение пика)) . Форма спектров многократно рассеянного излучения постоянна, меняются только параметры «крыльев», положение максимумов, в зависимости от параметров сред и общие интенсивности.
Вот посмотрите на спектры Аl. Они зарегистрированы стандартным каротажным спектрометром, правда, двухзондовым. Расстояния середины зондов от источника 27 и 52 см. Детекторы NaI(Tl) окружены фильтрами из бора для исключения активации детекторов и регистрации плотности потока тепловых нейтронов (регистрируются на шкале энергий в области 479 кэВ). Спектр, измеренный малым зондом, поделили так, чтобы он совпал по верхушке многократно рассеянного излучения с интенсивностью большого зонда. Поскольку плотности потоков тепловых нейтронов на различных расстояниях от источника нейтронов разные, то, несмотря на нормировку, это видно по интенсивности пиков от борных фильтров (их параметры одинаковые, как и детекторы).
Изображение
Уже около 50-ти лет в ядерной геофизике по регистрации таких спектров определяют объемную плотность и эффективный атомный номер горных пород, исследуемых в скважинах. И все сходится...
Если обрезать пики от борных фильтров, то форма спектров будет сильно напоминать очень многие виды регистрируемых спектров. Усугублять эту тему, пока не буду. Теперь перейдем к фоновому излучению.

Во всех случаях, когда есть излучение, то в обязательном порядке будет регистрироваться спектр многократно рассеянного излучения, образующийся в результате конкурентного действия рассеяния и поглощения.
Если есть излучение звезд, то обязательно будут, и они есть, спектры многократно рассеянного излучения, энергетические максимумы распределения которых будут зависеть от свойств тех мест, из которых пришло излучение. Оно до нас доходит, поскольку мы его видим, НЕРАССЕЯННЫМ!
Почему я не могу это донести до Валерия Борисовича, для меня загадка… Наверное плохо объясняю… или ошибаюсь?
Может быть уже пора сказать, что максимумы спектров реликтового излучения, измеренных в разных областях Вселенной, имеют немного различную энергию, да и начать определять "плотностные" свойства и "эффективные" атомные номера областей Вселенной?