Strona głównaPytania → Czy promieniowanie jest zaliczane do...

Czy promieniowanie jest zaliczane do materii barionowej?

Pytanie

Pyta Krzysztof

Czy promieniowanie zaliczane jest do materii barionowej? Jaki procent masy/energii Wszechświata szacunkowo stanowi wszelkiego rodzaju promieniowanie, fale grawitacyjne, itp.?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Nie, promieniowanie nie jest zaliczane do materii barionowej. Dominującymi wkładami do średniej gęstości energii we Wszechświecie są wkłady od energii próżni (69.4%) oraz od zimnej materii, tj. cząstek poruszających się z prędkościami znacznie mniejszymi od prędkości światła (30.6%). Ten ostatni wkład pochodzi od zimnej ciemnej materii (25.7%) oraz od materii barionowej (4.8%). Wszystkie podane powyżej liczby pochodzą z Review of Particle Physics 2018.

W tym samym źródle, w równaniu (26.4) tego opracowania znajdujemy górne ograniczenie na wkład od cząstek relatywistycznych, tj. poruszających się z prędkościami równymi lub zbliżonymi do prędkości światła: $\Omega_\nu h^2 < 0.0062$ na poziomie ufności $95\%\,{\rm
C.L.}$. Oznacza to, że wkład od promieniowania (fotonów, grawitonów, bardzo lekkich neutrin) jest nie większy niż 1.3%. W przypadku fotonów dominujący wkład (0.006%) daje mikrofalowe promieniowanie tła, a mniejsze wkłady pochodzą od światła gwiazd i innych rodzajów promieniowania elektromagnetycznego. Nie mamy bezpośrednich ograniczeń obserwacyjnych na wkłady od grawitonów, gdyż oddziałują one zbyt słabo. Jeśli jednak hipoteza kosmicznej inflacji jest słuszna, a temperatura powtórnego podgrzania Wszechświata nie była bardzo wysoka, to wkład od grawitonów powinien być znacznie mniejszy niż wkład od fotonów.