Mixing of blackbodies: entropy production and dissipation of sound waves in the early Universe
Notice bibliographique
Résumé
Mixing of blackbodies with different temperatures creates a spectral distortion which, at lowest order, is a y-type distortion, indistinguishable from the thermal y-type distortion produced by the scattering of cosmic microwave background (CMB) photons by hot electrons residing in clusters of galaxies. This process occurs in the radiation-pressure dominated early Universe, when the primordial perturbations excite standing sound waves on entering the sound horizon. Photons from different phases of the sound waves, having different temperatures, diffuse through the electron-baryon plasma and mix together. This diffusion, with the length defined by Thomson scattering, dissipates sound waves and creates spectral distortions in the CMB. Of the total dissipated energy, 2/3 raises the average temperature of the blackbody part of spectrum, while 1/3 creates a distortion of y-type. It is well known that at redshifts 105 ≲ z ≲ 2 × 106, comptonization rapidly transforms y-distortions into a Bose-Einstein spectrum. The chemical potential of the Bose-Einstein spectrum is again 1/3 the value we would get if all the dissipated energy was injected into a blackbody spectrum but no extra photons were added. We study the mixing of blackbody spectra, emphasizing the thermodynamic point of view, and identifying spectral distortions with entropy creation. This allows us to obtain the main results connected with the dissipation of sound waves in the early Universe in a very simple way. We also show that mixing of blackbodies in general, and dissipation of sound waves in particular, leads to creation of entropy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».