Tengo un fondo cósmico de microondas, como su nombre lo indica, sus microondas. Es casi tan frío como el cero absoluto. Las ondas de radio son más largas que las microondas, entonces ¿significa que las ondas de radio son más frías que las CMB?

Answer 1

Cuando decimos que alguna radiación es de esta o aquella temperatura, lo que queremos decir es que:

1. El espectro de la radiación es muy cercano al de un cuerpo negro perfecto y
2. El máximo de la curva espectral corresponde a la temperatura especificada.

La radiación de fondo cósmica de microondas era, hace miles de millones de años, la del gas interestelar sobrecalentado. Al igual que cualquier radiación de cuerpo negro, consistía en un rango muy amplio de frecuencias, desde la radio hasta la radiación gamma (en principio), el máximo correspondiente a la temperatura promedio del gas casi ionizado que llenaba el universo en ese momento.

Durante miles de millones de años, esta radiación se “estiró” a longitudes de onda cada vez más grandes, hasta que el máximo se encuentra en las microondas. Técnicamente, todas las demás frecuencias aún deberían estar allí. Después de todo, uno de cada mil millones de billones … los fotones emitidos hace 13 mil millones de años tenían una longitud de onda tan baja que incluso después de la expansión continua del universo por eones, todavía mantenía una frecuencia bastante baja. Tal vez algunos de los fotones visibles en el cielo nocturno son los remanentes de energía ultraalta del primer universo. Pero estos son extremadamente raros.

Sin embargo, el espectro CMB abarca una amplia gama de frecuencias, aunque la gran mayoría de los fotones se encuentran en la región de microondas debido a cómo funciona la radiación térmica.

Answer 2

Las ondas electromagnéticas pueden ser emitidas por muchos medios. Una de ellas es la emisión térmica, pero los transmisores de radio, láser, LED, quimioluminiscencia, fósforo y todo tipo de otros mecanismos emiten luz.

La emisión térmica tiene un espectro muy característico, y solo tiene sentido hablar de la temperatura para la radiación que muestra ese espectro. El CMB no es una frecuencia única sino una banda de frecuencias, que muestra el espectro característico de emisión térmica de aproximadamente 2.7K. Las transmisiones de radio no tienen ese espectro, por lo que no tiene sentido hablar de que tienen temperatura.

Answer 3

Trabajemos en la redacción aquí. La luz de cualquier frecuencia no es “caliente” ni “fría”. Si se emite desde un “cuerpo negro” (radiación de cuerpo negro – Wikipedia), la superficie de la última emisión fue caliente o fría. Y si observa todo el espectro desde una fuente, puede inferir que esa fuente era “caliente” o “fría” e incluso estimar su temperatura.

En el caso del CMBR, el medio estaba a aproximadamente 3000 K, y su espectro se ha enfriado a 2.7 K (pasando por al menos 25 K y 9.1 K en diferentes épocas) hoy. En el futuro, será genial tener su pico en las longitudes de onda de radio, sí.

Pero las ondas de radio se emiten intencionalmente desde las torres de transmisión de radio que son un poco más calientes que la temperatura ambiente. Y puede medir las temperaturas de esas torres con “termómetros” infrarrojos portátiles.

Entonces, “ es más claro decir que las ondas de radio son menos enérgicas que las microondas, sí. ”

Espectro electromagnético – Introducción

Answer 4

Cualquier objeto emitirá radiación de cuerpo negro dependiendo de su temperatura. La luz o la radiación en sí no tienen temperatura, pero un físico puede observar un espectro y determinar la temperatura del objeto (esto puede ser alterado por la luz reflejada u otra luz, por lo que se llama cuerpo negro porque un objeto negro tiene menos cantidad de otra luz). Tenga en cuenta que la radiación del cuerpo negro es un espectro de luz, no solo una frecuencia, sino que si mira el gráfico puede ver que cae a cero mucho antes de que llegue a las ondas de radio.

Answer 5

En cierto sentido, sí. Pero cuando nos referimos a la temperatura del fondo cósmico, estamos hablando de la temperatura equivalente del cuerpo negro del espectro de radiación. En otras palabras, el fondo cósmico cubre una amplia gama de longitudes de onda, y lo llamamos el fondo de microondas porque ahí es donde está el pico de la emisión. A pesar del nombre, también contiene radiación en otras longitudes de onda que no son de microondas, incluidas las ondas de radio.

A medida que enfriamos la radiación, el pico cambia a longitudes de onda más largas y, si se enfría lo suficiente, estará en el rango de RF. La ley de desplazamiento de Wien da la fórmula que relaciona la temperatura y la longitud de onda máxima. Una longitud de onda máxima en el medio del rango de FM (100 MHz) corresponde a una temperatura de aproximadamente 1 miliKelvin.

Answer 6

Cree que el cero absoluto está a solo un pequeño paso de 2.7K (temperatura CMB), pero eso no es así. Intentar alcanzar 0K es como tratar de alcanzar la velocidad de la luz: cuanto más cerca esté, más difícil será el siguiente paso. En ese sentido, 2.7K está infinitamente lejos de 0K, por lo que no debería sorprendernos que haya muchas (infinitas) cosas más frías que CMB.

Answer 7

Si. Las ondas de radio tienen menos energía que las microondas y, en consecuencia, también son más frías.