0
settings
الوضع الليلي
moon
انماط الصفحة الرئيسية arrow
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء وفلسفة العلم

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

The Gunn-Peterson Test

المؤلف:  HOUJUN MO, FRANK VAN DEN BOSCH, SIMON WHITE

المصدر:  GALAXY FORMATION AND EVOLUTION

الجزء والصفحة:  p-85

2026-11-03

51

+

-

20

Much information about the IGM has been obtained through its absorption of light from distant quasars. Quasars are not only bright, so that they can be observed out to large distances, but also have well-behaved continua, against which absorption can be analyzed relatively easily. One of the most important tests of the presence of intergalactic neutral hydrogen was proposed by Gunn & Peterson (1965). The Gunn-Peterson test makes use of the fact that the Lyα absorption of neutral hydrogen at has a very large cross-section. When the ultraviolet continuum of a distant quasar (assumed to have redshift ) is shifted to at some redshift , the radiation would be absorbed at this redshift if there were even a small amount of neutral hydrogen. Thus, if the Universe were filled with a diffuse distribution of neutral hydrogen, photons bluer than Lyα would be significantly absorbed, causing a significant decrement of flux in the observed quasar spectrum at wavelengths shorter than . Using the hydrogen Lyα cross-section and the definition of optical depth (see Chapter 16 for details), one obtains that the proper number density of atoms obeys

where is Hubble's constant at redshift , and  is the absorption optical depth out to  that can be determined from the flux decrements in quasar spectra. Observations show that the  absorption optical depth is much smaller than unity out to . The implied density of neutral hydrogen in the diffuse IGM is thus much lower than the mean gas density in the Universe (which is about ). This suggests that the IGM must be highly ionized at redshifts .

As we will show in Chapter 3, the IGM is expected to be highly neutral after recombination, which occurs at a redshift . Therefore, the fact that the IGM is highly ionized at  indicates that the Universe must have undergone some phase transition, from being largely neutral to being highly ionized, a process called re-ionization. It is generally believed that photoionization due to energetic photons (with energies above the Lyman limit) are responsible for the re-ionization. This requires the presence of effective emitters of UV photons at high redshifts. Possible candidates include quasars, star-forming galaxies and the first generation of stars. But to this date the actual ionizing sources have not yet been identified, nor is it clear at what redshift re-ionization occurred. The highest redshift quasars discovered to date, which are close to z = 6.5, show almost no detectable flux at wavelengths shorter than  (Fan et al., 2006).

Although this seems to suggest that the mass density of neutral hydrogen increases rapidly at around this redshift, it is not straightforward to convert such flux decrements into an absorption optical depth or a neutral hydrogen fraction, mainly because any  can result in an almost complete absorption of the flux. Therefore it is currently still unclear whether the Universe became (re-)ionized at a redshift just above 6 or at a significantly higher redshift. At the time of writing, several facilities are being constructed that will attempt to detect 21cm line emission from neutral hydrogen at high redshifts. It is anticipated that these experiments will shed important light on the detailed re-ionization history of the Universe.

 

لا توجد تعليقات بعد

ما رأيك بالمقال : كن أول من يعلق على هذا المحتوى

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد