KOSMICKÉ MIKROVLNNÉ ZÁŘENÍ FOTONOVÉHO VESMÍRU



© Rostislav Bičan



Ostrava



1. ÚVOD



Kosmické mikrovlnné záření je elektromagnetické záření, na vlnových délkách z intervalu sto mikrometrů až deset centimetrů, které k nám přichází z vesmíru jako mikrovlnný rádiový šum. Objevili jej pánové Penzias a Wilson v roce 1965. Podle vlnové délky maxima záření, odpovídá toto mikrovlnné záření, záření absolutně černého tělesa o teplotě 2,7 K.

Vznik tototo záření je spojen s epochou rekombinace v raném věku vesmíru, kdy se oddělila hmota a záření. Hmotný vesmír a fotonový vesmír od této doby se vyvíjejí samostatně. Rychlost rozpínání hmotného vesmíru se působením gravitačního potenciálu neustále snižuje [ 1 ]. Fotony záření se vzdalují od centra rychlostí světla ve vákuu. Postupně, v průběhu 33 mld roků, teplota záření klesla až na současnou hodnotu 2,7 K. Vlnová délka záření se dostala z krátkovlnné do mikrovlnné části spektra.

Většina kosmologů je přesvědčena, že zkoumáním nerovností v současné teplotě 2,7 K, po 33 miliardách let života fotonů, jsme schopni sestavit obraz ranného vesmíru a zjistit některé vlastnosti hmotného vesmíru, jeho složení apod. V této souvislosti chci připomenout závěr B. Zářického z práce [ 2 ] - „ Je skutečností, že astronomové a kosmologové umí číst události z mikrovlnného pozadí stejně mizerně, jako umí varietní kouzelník věštit z křisťálové koule.“

Já jsem přesvědčen, že fotonový vesmír nese především obraz o sobě a současnosti. O tom svědčí vlnová délka dopadajícího záření. V této práci odvodím fyzikální vlastnosti „Fotonového vesmíru“. Určím poloměr, současnou objemovou hustotu, progresi a hmotnost fotonového vesmíru. Dokážu, že teplota mikrovlnného záření je funkcí jediné proměnné, stáří vesmíru.







2. ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKY FOTONOVÉHO VESMÍRU



a. Použité konstanty a parametry



Bičanova konstanta tlaku záření...............kδ = 1,891431 x 10-16 [ kg/(m x s2 x K4 ],

rychlost světla ve vákuu ….......................c = 2,997925 x 108 [ m/s ],

Palmerové stáří vesmíru ….....................T = 1,04250 x 1018 [ s ], tj. 33,035 mld let,

současná teplota fotonového vesmíru... Df = 2,7 [ K ],

převodní parametr.....................................p4 = 3,0857 x 1022 [ m/Mpc ].





a. Základní charakteristiky fotonového záření



Charakteristiky vypočítáme z Bičanova vyzařovacího zákona. Pro záření absolutně černého tělesa o teplotě D = 2,7 K, je :

- hustota vyzařovaného výkonu.............P2 = 3 x 10-6 [ W / m2 ].



b. Rozprostřená objemová hustota fotonového vesmíru



.........................ρr = Df4 x kδ / c2 = 1, 1184 x 10-31 [ kg / m3 ]......................................( 1 )



c. Poloměr fotonového vesmíru



.........................R = c x T = 3,1253 x 1026 [ m ] = 10 128 [ Mpc ]..............................( 2 )





d. Objem fotonového vesmíru



..........................Vf = 4 x π x R3 / 3 = 1,2787 x 1080 [ m3 ].....................................( 3 )





e. Gravitační parametr fotonového vesmíru



Budu vycházet z Zářického řešení [ 3 ] Einsteinovy rovnice gravitačního pole.



....................... 1 / T2 = ( 4/3 ) x π x Gf x ρr............................................................( 4 )



odkud gravitační parametr fotonového vesmíru:



..........................Gf = 3 / ( 4 x π x ρr x T2 ) = 1,9641 x 10-6 [ m3 / (kg x s2 ]................( 5 )





f. Progrese fotonového vesmíru





.........................b = c2 x R = 2,8089 x 1043 [ m3 / s2 ].....................................................( 6 )







g. Hmotnost fotonového vesmíru



........................M(f) = b / Gf = 1,4302 x 1049 [ kg ]......................................................( 7 )



Vypočítanou hmotnost fotonového vesmíru můžeme zkontrolovat, platí:



...................M(f) = Vf x ρr = 1,2787 x 1080 x 1, 1184 x 10-31 = 1,4302 x 1049 [ kg ]...( 8 )









3. NOVÉ KOSMOLOGICKÉ KONSTANTY A ZÁKONY





Do rovnice ( 8 ) dosadˇme za ρr z rovnice ( 1 ):



................M(f) = Vf x Df4 x kδ / c2.............................................................................( 9 )



Jelikož hmotnost fotonového vesmíru M(f) je konstantní, pak součin ( Vf x Df4 ) je kosmologickou konstantou.

Konstanta k10 fotonového vesmíru:



................k10 = Vf x Df4 = 6,7957 x 1081 [ m3 x K4 ] .............................................( 10 )



První kosmologický zákon fotonového vesmíru – hmotnost fotonového vesmíru:



..................M(f) = k10 x kδ / c2 [ kg ]........................................................................( 11 )







Z rovnice ( 10 ) vypočítejme Df a dosaďme za Vf z rovnice ( 3 ):



................Df = ( k10 / Vf )0,25 = ( 3 x k10 / ( 4 x π x c3 )) 0,25 x ( 1 / T0,75 )................( 12 )



Konstanta k11 fotonového vesmíru:



................k11 = ( 3 x k10 / ( 4 x π x c3 ))0,25 = 8,8089 x 1013 [ K x s0,75 ].............( 13 )



Druhý kosmologický zákon fotonového vesmíru – teplota záření fotonového vesmíru:



...............D = k11 / T0,75 [ K ] ..................................................................................( 14 )



Věta 1:



Teplota fotonového vesmíru D je funkcí jediné proměnné - stáří vesmíru T. Kosmické mikrovlnné záření stárne. Energie fotonů klesá a vlnová délka roste“.





Pro současné stáří vesmíru T = 1,04250 x 1018 [ s ], má teplota fotonového vesmíru hodnotu:



..............Df = k11 / T0,75 = 8,8089 x 1013 / (1,04250 x 1018 )0,75 = 2,7 [ K ]..............( 15 )







TAB 1 – Vývoj parametrů fotonového vesmíru










4. ZÁVĚR



V této práci jsem stanovil základní fyzikální vlastnosti fotonového vesmíru, který vznikl v raném věku vesmíru vydělením hmoty a záření z počátečního plazmatického stavu.

Z platnosti Věty1 plyne, že teplota fotonového vesmíru vůbec nesouvisí s hmotou ani jejím složením. Závěry stávající teorie o mikrovlnném kosmickém pozadí jsou neplatné.







Copyright © 2020 by Rostislav Bičan. All rights reserved.





Literatura:

[ 1 ] Bičan R.: Kosmologické modely a expandující hmotný vesmír, internet r. 2019

[ 2 ] Zářický B.: Hubbleův parametr v čase, internet r. 2019

[ 3 ] Zářický B:: Řešení Einsteinovy rovnice gravitačního pole, internet r. 2017



konec*****