光子自由程與宇宙環(huán)境的推測(cè)

摘 要：光子在空間中傳播會(huì)受到物質(zhì)微粒的影響。考慮光子受物質(zhì)微粒干擾的因素，在計(jì)算其經(jīng)過一段位移所用的時(shí)間時(shí)就不能簡(jiǎn)單的按照勻速直線運(yùn)動(dòng)處理。自由程則可反應(yīng)光子運(yùn)動(dòng)時(shí)受干擾程度，從而計(jì)算出光子通過一定位移所用的準(zhǔn)確時(shí)間。在本篇文章中，我會(huì)根據(jù)宇宙中平均電子密度與自由程的概念來(lái)詳細(xì)的推導(dǎo)出在宇宙中光子自由程與宇宙標(biāo)度因子的關(guān)系式。并且，在假定宇宙大爆炸理論正確的前提下，我會(huì)將宇宙不同階段的已知數(shù)據(jù)帶入推導(dǎo)出的公式，對(duì)早期宇宙、現(xiàn)階段宇宙做出一些數(shù)據(jù)推測(cè)，其中包括自由程、光子從其中心出發(fā)至其邊緣所用時(shí)間等。之后將二者的數(shù)據(jù)與太陽(yáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而得到一些關(guān)于宇宙發(fā)展的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：自由程 宇宙標(biāo)度因子 宇宙大爆炸理論

中圖分類號(hào)：P11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）01（a）-00-02

在太陽(yáng)中，日光由其核心反應(yīng)區(qū)經(jīng)過輻射層、對(duì)流層、光球?qū)印⑸驅(qū)雍髠魉偷教?yáng)表面需要很長(zhǎng)的時(shí)間，原因是光子在從它內(nèi)部向表面?zhèn)鬏數(shù)倪^程中，會(huì)與太陽(yáng)中的電子等其他粒子發(fā)生碰撞，并且發(fā)生散射。這導(dǎo)致了光子要經(jīng)歷很久的時(shí)間才能夠從太陽(yáng)內(nèi)部“逃離而出”。

這樣，我們就要應(yīng)用到自由程這樣一個(gè)概念。自由程是反應(yīng)光子運(yùn)動(dòng)中受干擾程度的物理量，其含義是：光子在相鄰兩次與物質(zhì)微粒發(fā)生散射之間不受干擾做直線運(yùn)動(dòng)所通過的距離。根據(jù)自由程，我們可以計(jì)算出光子通過一段距離的準(zhǔn)確用時(shí)（詳細(xì)見附錄）[2]。……