Wird die Erde von Neutrinos in alle Richtungen gleichermaßen bombardiert?

Vielleicht ist es schwer sicher zu wissen, weil Neutrinos sehr schwer zu erkennen sind, obwohl sie in sehr großer Zahl durch die Erde gehen. Aber gehen sie gleichermaßen aus allen Richtungen durch die Erde oder hängt es wirklich von bestimmten Ereignissen im Universum ab? Es ist wahrscheinlich, dass die Sonne viele von ihnen erzeugt. Vielleicht erhalten wir tagsüber mehr davon als nachts. Aber kommen die Neutrinos neben der Sonnenstrahlung von überall her? Oder ist es möglich, dass die meisten von ihnen aus einer Richtung kommen und vielleicht sogar Einfluss auf die Erdbewegung haben?

Es gibt nur zwei Arten von Neutrinoquellen, die "hell" genug sind, um zuverlässig erkannt zu werden. Die Sonne und nahe Supernovae.

Die Quelle der solaren Neutrinos ist die Kernfusion, die auch den größten Teil der Energie des Sterns liefert. Neutrinos breiten sich auch in alle Richtungen aus, so dass ihre Intensität einem inversen Quadratgesetz folgt. Die Menge an Neutrinos ist also proportional zur Helligkeit des Sterns. Mit Stromdetektoren ist kein Stern hell genug, um außer der Sonne beobachtet zu werden. Andere Sterne produzieren Neutrinos, und Sternneutrinos kommen von überall her (wahrscheinlich mehr aus der Milchstraße), aber es gibt nicht genug davon, um entdeckt zu werden.

Supernovae in der Milchstraße und benachbarte Galaxien produzieren lächerliche Mengen an Neutrinos, und bei SN1987A, der nächsten Supernova in jüngster Zeit, wurde ein Anstieg der Neutrinos beobachtet.

Da die Sonne die hellste Quelle für Neutrinos ist, könnte man denken, dass die Erde nachts Neutrinos blockieren würde. Neutrinos passieren die Erde jedoch fast unbemerkt. Die Erde ist für Neutrinos transparent. So erkennen wir nachts so viele Neutrinos wie tagsüber.

Eines ist sicher, es gibt absolut keine Auswirkungen auf die Erdrotation oder irgendetwas anderes von Neutrinos , sie gehen einfach durch.

Neben Neutrinos von der Sonne und anderen diskreten Quellen im Universum (siehe James 'Antwort) wird auch ein kosmischer Neutrino-Hintergrund erwartet . Obwohl dies noch nicht erkannt wurde (Anstrengungen sind im Gange), sind die erwarteten Eigenschaften einigermaßen gut verstanden. Die Neutrinos "entkoppelten" sich Sekunden nach dem Urknall bei Temperaturen K vom Universum. Während sich das Universum ausdehnt, verlängert sich die de Broglie-Wellenlänge dieser Neutrinos (die nicht masselos sind) mit ihr, so dass die Neutrinos sind wird heute voraussichtlich eine Temperatur von K haben. Es gibt 112 dieser kosmischen Neutrinos pro Kubikzentimeter pro Neutrino-Geschmack (wahrscheinlich 3).$>10^{10}$$<2$

Das C B ist in vielerlei Hinsicht analog zum kosmischen Mikrowellenhintergrund, aber (a) es wurde nicht erkannt; (b) es ist kühler; (c) Da Neutrinos eine kleine Masse haben, die jedoch nicht Null ist, sind die C B-Neutrinos heute wahrscheinlich nicht relativistisch .$\nu$$\nu$

Dieser letzte Punkt ist wichtig für Ihre Frage. Im großen Maßstab erwarten wir, dass der Neutrino-Hintergrund aufgrund der Bewegung der Erde durch das Universum eine Asymmetrie in Bezug auf den sich gemeinsam bewegenden Ruhestandard aufweist. Dies ist genau die gleiche globale Dipolasymmetrie, die im kosmischen Mikrowellenhintergrund beobachtet wird. Nicht-relativistische Neutrinos sind jedoch auch anisotrop, da sie viel stärker von Gravitationsfeldern beeinflusst werden. Insbesondere sollten sie von der Sonne gravitativ fokussiert werden, so dass die Erde mehr Neutrino-Fluss erhält, wenn die Erde in Bezug auf ihre Bewegung in Bezug auf den sich gemeinsam bewegenden Ruhezustand "Lee" der Sonne ist. Dies führt zu einer jährlichen Modulation einer nicht gerichteten Neutrino-Flussamplitude von einigen Zehntel Prozent (Safdi et al. 2014 ) und könnte eine Bestätigung des Nachweises des C B ermöglichen.$\nu$

Darüber hinaus kann es andere Anisotropien geben, die durch die Beschleunigung von C B-Neutrinos durch massive Galaxien und Galaxienhaufen verursacht werden und dazu führen sollten, dass sie viel inhomogener und anisotroper sind als der kosmische Mikrowellenhintergrund. Überdichten in Bezug auf den Durchschnitt von Faktoren von 10 oder mehr sind möglich (siehe Abschnitt 2.2 von Yanagisawa 2014 ), aber es hängt genau davon ab, wie hoch die Neutrinomasse ist.$\nu$