НОА 2005, IV кръг, Старша възраст — Задача 2. Диполна анизотропия на реликтовото излъчване
VIII Национална олимпиада по астрономия, IV кръг, 15 юли 2005 г., гр. Стара Загора, ученици старша възраст · 15 юли 2005 г.
Условие
2 задача. Движението на Земята, заедно с нашата Галактика, спрямо реликтовия фон създава така наречената диполна анизотропия на реликтовото излъчване.
Поради влиянието на ефекта на Доплер, по посока на апекса температурата на излъчването е малко по-висока, отколкото в противоположна посока. Разликата в температурите по посока на апекса и антиапекса е K. Имайки предвид това, определете скоростта на Земята спрямо реликтовия фон. Средната температура на реликтовото излъчване считайте за K.
Отговори
Константата на Вин (0.29) се съкращава, така че резултатът зависи само от размерността на скоростта на светлината.
Решение
Решение: Нека е разликака в температурите, а е средната температура на реликтовото излъчване. Използваме закона на Вин за положението на максимума на излъчване по дължина на вълната на абсолютно черно тяло. В общия случай:
За областите на апекса и антиапекса можем съответно да напишем:
Скоростта на Земята можем да получим по доплеровото отместване на дължината на вълната на максимума на излъчване в апекса (или в антиапекса) относно максимума на излъчване при средната температура:
където е скоростта на светлината. Накрая получаваме:
Константата на Вин (0.29) се съкращава, поради което числената стойност и размерността на резултата зависи единствено от размерността на скоростта на светлината.
Оригинал в Архива: NOA4_2005_STproblems.pdf · официални решения: NOA4_2005_STsolutions.pdf