Das Universum, noch warm vom Urknall

[Frank]

Nun ist es einem Forscherteam gelungen, erstmals die Temperatur der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, kurz CMB für »cosmic microwave background«, vor fast 13 Milliarden Jahren zu messen. Sein Artikel dazu erscheint im Fachmagazin »Nature«.

https://www.spektrum.de/news/kosmisches ... ll/1978891

Wie schon im Text erwähnt, richtig warm ist anders........

[belgariath]

Ich kapier aber nicht warum die Absorptionslinie breiter ist als erwartet? Der CMB stellt so wie ich es verstehe für die kalte Molekülwolke eine zusätzliche Hintergrundquelle dar. Die Kontinuumsstrahlung im beobachten Spektrum sollte also stärker sein. Wie wirkt sich das denn auf die Linienbreite aus. Die Linienbreite wird doch immer durch die Eigenschaften (Radialgeschwindigkeit, Druck, Temperatur) des absorbierenden Mediums (also der Mulekülwolke) bestimmt.

[seeker]

Wie wirkt sich das denn auf die Linienbreite aus. Die Linienbreite wird doch immer durch die Eigenschaften (Radialgeschwindigkeit, Druck, Temperatur) des absorbierenden Mediums (also der Mulekülwolke) bestimmt.

Die Temperatur der Wolke wiederum hängt damit zusammen, wie viel Strahlung sie abbekommt... von der nahen Galaxie + dem CMB.
Weht von daher der Wind?

[belgariath]

Hmm, ja würde eigentlich Sinn machen. Passt auch zu dem Satz dass der CMB "damals noch wärmer als die kalte Wasserdampfwolke war".

[Skeltek]

Bei Temperatur frage ich mich eben auch, wie ob die Strahlungsdichte dieses Wellenlängenbereichs gemeint ist, oder die Temperatur des Gases selbst. Die Molekularbewegung der Wolkenmoleküle/Atome beeinflusst ja auch die rot- und Blauverschiebungen der Strahlung. Eigentlich müsste klar sein, daß vorwiegend nur die Strahlung der Wolke ungehindert entkommen kann, welche eben nicht der absorbierten Spektrallinie entspricht, also nach links und rechts leicht verschoben wird. Auch sagt das Ganze nichts darüber aus, wann genau die Strahlung losgeschickt wurde. Irgendwann war die Temperatur sicher höher, später tiefer.
Ohne weitere Überlegungen ist die Aussage für mich nicht mehr wert als ein 'Irgendwann war die Temperatur des CMB 100K, irgendwann später 10K...'.
Daß es irgendwann mal eine Temperatur oberhalb von 4 Kelvin hatte, ist nicht wirklich was unbekanntes. Und den Berechnungen blind zu vertrauen, die vermutlich auf Grund hyptotetischer Annahmen getroffen wurden, würde ich nicht einfach so vertrauen.

[belgariath]

Bei Temperatur frage ich mich eben auch, wie ob die Strahlungsdichte dieses Wellenlängenbereichs gemeint ist, oder die Temperatur des Gases selbst.

Wenn die Wolke im thermischen Gleichgewicht ist und als Schwarzkörper strahlt (was der Fall sein sollte), müsste die Temperatur der Strahlung doch genau gleich der Temperatur des Gases sein. Oder verstehe ich deine Frage falsch?

Die Molekularbewegung der Wolkenmoleküle/Atome beeinflusst ja auch die rot- und Blauverschiebungen der Strahlung.

Ja aber genau dadurch entsteht doch das Planck-Spektrum.

[Timm]

Absorptionslinien sind schmal im Vergleich zum Spektrum des CMB, daher die Verbreiterung.

https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_mi ... background

[seeker]

Hier gibt es einen etwas ausführlicheren Bericht dazu:


Die Temperatur des jungen Universums
03.02.2022 - Neue Analysen mit dem leistungs­stärksten Radioteleskop der nördlichen Hemisphäre.
https://www.pro-physik.de/nachrichten/d ... universums

[Skeltek]

Bei Temperatur frage ich mich eben auch, wie ob die Strahlungsdichte dieses Wellenlängenbereichs gemeint ist, oder die Temperatur des Gases selbst.

Wenn die Wolke im thermischen Gleichgewicht ist und als Schwarzkörper strahlt (was der Fall sein sollte), müsste die Temperatur der Strahlung doch genau gleich der Temperatur des Gases sein. Oder verstehe ich deine Frage falsch?

Die Wolke erschafft ja nicht den CMB, sondern filtert aus diesem lediglich eine bestimmte Wellelänge heraus und strahlt das wieder in anderen Spektren ab. Diese herausgefilterte 'Lücke' im CMB-Spektrum wird da untersucht. Die Wolke selbst fungiert nicht als Schwarzkörper.
Die von den Molekülen konvertierte Strahlungswellenlänge hängt halt davon ab, ob das Molekül steht, sich weg bewegt oder auf die Strahlung zubewegt.
Die observierte Strahlung ist die Strahlung der Galaxie plus der CMB.

Die Molekularbewegung der Wolkenmoleküle/Atome beeinflusst ja auch die rot- und Blauverschiebungen der Strahlung.

Ja aber genau dadurch entsteht doch das Planck-Spektrum.

In dem Fall war der CMB aber doch schon vorher da? Mir ging es lediglich darum, daß die Temperatur des Gases selbst (unterscheidet sich von der des CMB) die absorbierten Frequenzen verbreitert - umso höher die Temperatur, umso breiter der absorbierte Frequenzbereich.

[Timm]

Mir ging es lediglich darum, daß die Temperatur des Gases selbst (unterscheidet sich von der des CMB) die absorbierten Frequenzen verbreitert - umso höher die Temperatur, umso breiter der absorbierte Frequenzbereich.

Das ist ein Missverständnis.

Zitat aus dem Link des OP:

Eine der Absorptionslinien war aber doppelt so breit wie erwartet.

Es geht nicht darum, dass die Temperatur des Gases die absorbierten Frequenzen (damit meinst du "Absorptionslinien" dieses Gases) verbreitert. Es geht darum, dass genau eine dieser Absorptionslinien verbreitert ist. Dieser Linie überlagert sich das Frequenzspektrum des CMB, das etwa doppelt so breit ist wie die Linie selbst.
Ich hatte das weiter oben vermutlich zu verkürzt geschrieben.

[Skeltek]

Zitat aus dem Link des OP:

Eine der Absorptionslinien war aber doppelt so breit wie erwartet.

Es geht nicht darum, dass die Temperatur des Gases die absorbierten Frequenzen (damit meinst du "Absorptionslinien" dieses Gases) verbreitert. Es geht darum, dass genau eine dieser Absorptionslinien verbreitert ist.

Ja, das steht da so drin, daß nur eine Absorbtionslinie verbreitert ist. Eine genaue Erklärung, weshalb das absorbierte Spektrum doppel so breit ist als erwartet, steht jedoch noch aus.

Dieser Linie überlagert sich das Frequenzspektrum des CMB, das etwa doppelt so breit ist wie die Linie selbst.
Ich hatte das weiter oben vermutlich zu verkürzt geschrieben.

Der CMP überlagert durch seine Frequenzverteilung, welche der eines Schwarzstrahlers gleicht, alle Frequenzen, nur in unterschiedlicher Intensität.
Das Spektrum des CMB ist nicht doppelt so breit wie die Absorbtionslinie.