Apakah tingkat produksi neutrino di alam semesta bervariasi dari waktu ke waktu? Apakah ada lebih banyak atau lebih sedikit yang diciptakan sekarang dibandingkan dengan masa-masa awal?
Apakah tingkat produksi neutrino di alam semesta bervariasi dari waktu ke waktu? Apakah ada lebih banyak atau lebih sedikit yang diciptakan sekarang dibandingkan dengan masa-masa awal?
Jawaban:
Kemungkinan lebih banyak Neurinos dihasilkan miliaran tahun yang lalu daripada hari ini karena ada lebih banyak bintang yang sangat besar di galaksi muda. Saya tidak akan menyentuh beberapa detik pertama setelah big bang. Orang lain dapat melakukannya jika mereka mau, tetapi memposting formasi bintang, ini adalah masalah yang sangat sederhana untuk diselesaikan.
Neutrino diproduksi terutama dalam reaksi nuklir bintang. Bintang besar menghasilkan jauh lebih banyak daripada bintang kecil. Sebuah bintang dengan 10 massa matahari, akan, secara kasar, menghasilkan sekitar 10.000 lebih neutrino. Bintang yang ukurannya tidak biasa karena mereka hanya hidup sekitar 10-15 juta tahun. Hanya sekitar 1 dari 800 bintang yang bertipe B atau lebih besar dalam hal produksi neutrino dan sebagian besar hanya beberapa massa matahari, menghasilkan antara mungkin 50 dan 500 kali jumlah neutrino yang dihasilkan matahari. Bintang penghasil neutrino yang sangat tinggi cukup langka sehingga mereka tidak membuang angkanya. (Saya mengabaikan supernova, tapi saya akan membahasnya).
Jika kita memperkirakan 100 miliar bintang di Bima Sakti, yang lebih besar menghasilkan lebih banyak neutrino daripada matahari kita dan yang lebih kecil, jauh lebih sedikit. Dan matahari kita menghasilkan 1,79 x 10 ^ 38 neutrino per detik. Melakukan perkiraan yang sangat buruk, semua bintang di Bima Sakti mengeluarkan mungkin dalam kisaran 1 x 10 ^ 49 neutrino per detik. Mengira matahari kita, berada pada ukuran besar, mengeluarkan lebih banyak rasio neutrino terhadap massa daripada rata-rata, tetapi tidak jauh lebih besar). Sekali lagi, kita mengabaikan supernova. Anda akan segera melihat alasannya.
Jadi, perkiraan buruk, 1 x 10 ^ 49 per detik dari semua bintang di galaksi, atau 3 x 10 ^ 56 per tahun. Atau 1 x 10 ^ 58 dalam waktu sekitar 30 tahun. (Mengapa saya peduli dengan 10 ^ 58 Anda bertanya?)
Karena itulah jumlah neutrino yang diamati supernova tipe II pada tahun 1987. Sumber . Jadi, satu nova tipe II menghasilkan jumlah neutrino yang sama dengan semua bintang di Bima Sakti yang saat ini menghasilkan sekitar 30 tahun, memberi atau menerima.
Milkyway diperkirakan memiliki satu miliar bintang neutron dan sekitar 100 juta lubang hitam massa bintang . Masing-masing dari mereka hanya dapat membentuk supernova tipe 2. Mengingat usia Milkyway, sekitar 13 miliar tahun, jika kita ratakan, itu adalah supernova tipe II setiap 12 tahun atau lebih. Laju saat ini jauh lebih lambat, sehingga bima muda memiliki supernova tipe 2 lebih banyak daripada rata-rata saat ini, dan, akan konsisten bahwa ada bintang yang jauh lebih besar secara signifikan. Bahkan dengan bintang berurutan lebih kecil dan urutan utama, bintang besar dan tipe II nova adalah pemenang yang jelas dalam produksi neutrino.
Tingkat supernova saat ini (Tipe 1 dan II) dalam bentuk susu adalah satu setiap 50 tahun , sehingga tingkat itu harus beberapa kali lebih tinggi ketika galaksi masih muda.
Puncak produksi Neutrino akan bertepatan dengan ledakan supernova tipe II puncak, yang hanya akan 5-15 juta tahun atau lebih setelah puncak pembentukan bintang yang sangat besar. Saya tidak menyebutkan supernova tipe 1, karena, sementara sekarang lebih umum, mereka (saya pikir) menghasilkan lebih sedikit neutrino. Masih banyak, tetapi jauh lebih sedikit dari 10 ^ 58, meskipun saya mengalami kesulitan menemukan nomor tertentu.
Sangat mungkin galaksi-galaksi spiral muda seperti Bima Sakti menghasilkan (tebakan sangat buruk), mungkin neutrino 10 kali lebih banyak daripada yang mereka hasilkan sekitar 13 miliar tahun setelah pembentukan, sehingga itu akan menjadi jawaban yang paling mungkin. Begitu formasi bintang besar di galaksi berjalan dengan baik, produksi Neutrino mungkin memuncak, apakah itu ketika alam semesta berumur beberapa ratus juta tahun atau beberapa miliar, saya tidak tahu, tetapi produksi neutrino kemungkinan memuncak lebih awal dengan pembentukan banyak bintang besar dan mulai menurun bertahap stabil setelah puncaknya.
Selamat datang koreksi.