Le taux de production de neutrinos dans l'univers a-t-il varié au fil du temps? Y a-t-il plus ou moins de création maintenant contre les premiers jours?
Il y a probablement plus de Neurinos produits il y a des milliards d'années qu'aujourd'hui car il y avait plus de très grandes étoiles dans les jeunes galaxies. Je ne vais pas toucher les premières secondes après le big bang. Quelqu'un d'autre peut le faire s'il le souhaite, mais après la formation d'étoiles, c'est un problème étonnamment simple à résoudre.
Les neutrinos sont produits principalement lors de réactions nucléaires dans les étoiles. Les grandes étoiles produisent beaucoup plus que les petites étoiles. Une étoile avec 10 masses solaires produirait très grossièrement environ 10 000 neutrinos supplémentaires. Les étoiles de cette taille sont rares car elles ne vivent que 10 à 15 millions d'années. Seules environ 1 étoile sur 800 sont de type B ou plus en termes de production de neutrinos et la plupart d'entre elles ne sont que quelques masses solaires, produisant entre peut-être 50 et 500 fois le nombre de neutrinos produits par notre soleil. Les étoiles produisant des neutrinos très élevés sont suffisamment rares pour ne pas perturber les chiffres. (J'ignore les supernovas, mais j'y arriverai).
Si nous estimons 100 milliards d'étoiles de la manière laiteuse, les plus grandes dégagent beaucoup plus de neutrinos que notre soleil et les plus petites, beaucoup moins. Et notre soleil dégage 1,79 x 10 ^ 38 neutrinos par seconde. En faisant une très mauvaise estimation, toutes les étoiles de la voie lactée dégagent probablement ensemble dans la gamme de 1 x 10 ^ 49 neutrinos par seconde. Figurer notre soleil, étant de grande taille, dégage plus de rapport neutrino / masse que la moyenne, mais pas énormément plus). Encore une fois, nous ignorons les supernovas. Vous verrez pourquoi bientôt.
Donc, mauvaise estimation, 1 x 10 ^ 49 par seconde de toutes les étoiles de la galaxie, soit 3 x 10 ^ 56 par an. Ou 1 x 10 ^ 58 dans environ 30 ans. (Pourquoi je me soucie de 10 ^ 58 demandez-vous?)
Parce que c'est le nombre de neutrinos que la supernova de type II observée en 1987 a libéré. Source . Ainsi, une nova de type II produit le même nombre de neutrinos que toutes les étoiles de la voie lactée produisent actuellement dans environ 30 ans, donner ou prendre.
La voie lactée compte environ un milliard d'étoiles à neutrons et environ 100 millions de trous noirs de masse stellaire . Chacun de ceux-ci ne peut se former que par des supernovae de type 2. Compte tenu de l'âge de la Voie lactée, environ 13 milliards d'années, si nous faisons la moyenne, c'est une supernovae de type II tous les 12 ans environ. Le taux actuel est beaucoup plus lent, de sorte que la jeune voie lactée avait beaucoup plus de supernovae de type 2 qu'elle n'en a actuellement, et il serait constant qu'il y avait beaucoup plus de grandes étoiles. Même avec beaucoup moins d'étoiles plus petites et de séquence principale, les grandes étoiles et la nova de type II sont clairement gagnantes dans la production de neutrinos.
Le taux actuel de supernova (Type 1 et II) dans la voie lactée est un tous les 50 ans , donc le taux devait être plusieurs fois plus élevé lorsque la galaxie était jeune.
La production maximale de neutrinos coïnciderait avec les pics d'explosion de supernova de type II, qui ne se produiraient que 5 à 15 millions d'années après la formation d'une très grande étoile. Je ne mentionne pas les supernova de type 1, car, bien que plus courantes maintenant, elles (je pense) produisent beaucoup moins de neutrinos. Encore beaucoup, mais bien moins de 10 ^ 58, bien que j'aie eu du mal à trouver un numéro précis.
Il est très probable que les jeunes galaxies spirales comme notre voie lactée produisent (très mauvaise supposition), peut-être 10 fois plus de neutrinos qu'ils n'en produisent environ 13 milliards d'années après la formation, donc ce serait la réponse la plus probable. Une fois que la formation de grandes étoiles dans les galaxies était bien engagée, la production de neutrinos a probablement culminé, que ce soit lorsque l'univers avait quelques centaines de millions d'années ou quelques milliards, je ne sais pas, mais la production de neutrinos a probablement culminé tôt avec la formation de nombreux grandes étoiles et a commencé un déclin graduel régulier après le pic.
Les corrections sont les bienvenues.