Varför kan man räkna på rymden som om den vore en svartkropp?
Följande lilla testuppgift finns i min kursbok:
In 1965, electromagnetic radiation with a maximum at 1.05 mm was discovered to pervade the universe. What is the temperature of "empty" space?
Jag förstår att man bara ska använda Wiens lag för att beräkna temperaturen. Men som jag förstod det gäller Wiens förskjutningslag för svartkroppar, alltså föremål som absorberar alla inkommande elektromagnetiska vågor. Men rymden är väl inget "objekt" på samma sätt som en spis eller solen. Hur ska man tänka här?
Svart är den ju. Man kanske kan säga att vi är inuti en svartkropp.
Var länge sedan jag gjorde matten på det, men teorin blir rätt påtaglig om man tittar lite snett på definitionen av en svartkropp. Det är sant det du säger att en svart kropp är ett "objekt" som "absorberar alla inkommande elektromagnetiska vågor". Men tänk nu en gång *varför* vi använder den definitionen, jo för om vi skulle vilja mäta temperaturen från ett objekt genom att kolla på värmestrålningen den ger av, men om vårt objekt reflekterar vågor som träffar den så vet vi inte vilka som kommer från objektet, och vilka som kommer från reflektionerna. Därmed är svarta kroppar den matematiska idealet och vad vi vill försöka konstruera i experiment, men detta kanske du redan visste.
Men vad händer om vi skickar ut en laser i tomma rymden? Om vi var i ett rum så skulle den alltid kunna speglas och reflekteras så vi vet inte om vi mäter dess värmevågor eller dess reflektioner, men i rymden så.... fortsätter den bara in i det tomma mörkret. Så med andra ord, från ren reflektionsperspektiv är rymden den absolut perfekta svarta kroppen, tyvärr så blir det svårt att mäta något om den faktiskt bara försvinner. Men detta är också varför rymden är så mörk när man tittar upp i natteskyn.
Men, om jag skall försöka avsluta en lite långvindad förklaring, vad mäter vi om nu saker försvinner i rymden? Jo sure när man tittar upp i natteskyn så är det ju inte *bara* svart, så det mäter man alltid, men våglängden din bok pratar om är från en tid då hela universum var full med vågor och fotoner, nämligen extremt tidigt i universum (alltså från innan de första millisekundrarna tidigt) och som sedan sträcktes ut då universum expanderade. Detta blir då den s.k. bakgrundsstrålningen och en viss "temperatur" av universum på ett sätt.
Så, med andra ord, rent matematiskt så använd bara den våglängden som den är och räkna vidare enligt de lagar och regler du redan vet. Bakgrundstrålningen *är* "objektet". Sorry för den lite långa förklaringen, men ville iaf ge ett försök att ge mer förståelse än ett rakt svar. Bara att fråga på om något jag sade var oklart!
