ВсОА 2017, Летен сбор · „Космологическа симфония“ (12 юли) — Задача 8. $\gamma\gamma$

Летние учебно-тренировочные сборы по астрономии. 12 июля 2017 г. Космологическая симфония · 12 юли 2017 г.

Условие

В наше время возможно наблюдать объекты, удалённые от нас на гигапарсеки. Благодаря этим наблюдениям мы заглядываем в то время, когда возраст Вселенной составлял лишь несколько процентов от нынешнего. Тот факт, что мы чётко видим столь удалённые объекты, означает, что излученный ими свет, пролетев пол-Вселенной, сумел дойти до нас почти без искажений. Иными словами, сам факт такого наблюдения означает, что Вселенная достаточно прозрачна для оптических фотонов.

Даже в отсутствие газопылевых облаков пространство не пусто — оно заполнено электромагнитным излучением. Получается, что каждый фотон — это своего рода сверхдлительный природный эксперимент по столкновению фотонов. Вероятность того, что одна «попытка столкнуться с собратом» и рассеяться для фотона крайне мала. Однако, таких «попыток» в пути было очень много.

Сказанного выше достаточно, чтобы установить ограничение сверху на возможную величину сечения рассеяния фотона на фотоне (его можно понимать как «площадь сечения» самих фотонов). Именно это и требует данная задача.

Решение

---

Оригинал в Архива: ctrl_cosmology.pdf