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¿Cuál es la temperatura media del Universo?

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Solución:

Depende de cómo quieras promediar:

Si usted promedio por volumen entonces todo lo que necesita pensar es en el baño de fotones del fondo cósmico de microondas, aproximadamente 2,7 kelvin.

Si usted promedio por observable masa entonces el constituyente primario es escaso atómico (H) y molecular (H2) gas en los vacíos entre galaxias, a una temperatura de unos pocos 10s de kelvin. Solo aproximadamente 1/10 de esa masa está en las estrellas, pero sus temperaturas son mucho más altas, más cercanas a $10^4 – 10^5$ kelvin, así que una vez que promedies eso, obtendrás algo más como $10^3 – 10^4$ Kelvin.

Finalmente, si usted promedio por total masa – predominantemente Materia Oscura que está en equilibrio virial en la mayoría de los halos galácticos, entonces la temperatura subiría hasta aproximadamente $10^7$ kelvin

El Universo no está en equilibrio térmico, por lo que en realidad no se puede hablar de la temperatura actual. Pero “antes de unos 100.000 años, la materia estaba ionizada y existía un estado de equilibrio térmico; aproximadamente en ese momento, la temperatura era de unos 3000 K y la fracción de ionización de equilibrio de la materia se volvió muy pequeña. Se dice que el Universo se ha “recombinado; ” Dado que la materia neutra es transparente a la radiación, los fotones CBR que detectamos hoy se dispersaron por última vez unos 100 000 años después de la explosión. Después de la última dispersión, la expansión simplemente desplazó hacia el rojo la energía de los fotones CBR y diluyó su densidad numérica y, debido a una característica notable de la expansión, se mantuvo una distribución de Planck con una temperatura que decrecía en proporción al tamaño del Universo. Por esta razón, el Universo hoy está lleno de radiación térmica de temperatura 2.726 K a pesar de que el Universo ya no es en equilibrio térmico”. (http://arxiv.org/pdf/astro-ph/9308018)

Puede medir la temperatura observando el espectro y, en este caso, ve un pico en 2,73 K. Hay alrededor de $10^8$ veces más fotones CMB que fotones de luz estelar en el Universo en la época actual.

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