Spectral distortions to the cosmic microwave background from the recombination of hydrogen and helium
Notice bibliographique
Résumé
The recombination of hydrogen and helium at z∼ 1000–7000 gives unavoidable distortions to the cosmic microwave background (CMB) spectrum. We present a detailed calculation of the line intensities arising from the Lyman α (Lyα) (2p–1s) and two-photon (2s–1s) transitions for the recombination of hydrogen, as well as the corresponding lines from helium. We give an approximate formula for the strength of the main recombination line distortion on the CMB in different cosmologies; this peak occurring at about 170 μm. We also find a previously undescribed long-wavelength peak (which we call the pre-recombination peak) from the lines of the 2p–1s transitions, which are formed before significant recombination of the corresponding atoms occurred. Detailed calculations of the two-photon emission-line shapes are presented here for the first time. The frequencies of the photons emitted from the two-photon transition have a wide spectrum and this causes the location of the peak of the two-photon line of hydrogen to be located almost at the same wavelength as the main Lyα peak. The helium lines also give distortions at similar wavelengths, so that the combined distortion has a complex shape. The detection of this distortion would provide direct supporting evidence that the Universe was indeed once a plasma. Moreover, the distortions are a sensitive probe of physics during the time of recombination. Although the spectral distortion is overwhelmed by dust emission from the Galaxy, and is maximum at wavelengths roughly where the cosmic far-infrared background peaks, it may be able to tailor an experiment to detect its non-trivial shape.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».