The neutrino problem in cosmology

Summary

The absence of an Olbers paradox for neutrinos shows that the average neutrino luminosity must fall off as we observe older and more distant parts of the universe. Unlike the situation for light, the « paradox » could not be avoided by any kind of red shift, and hence puts a strong constraint on cosmological speculation. The ambient neutrino flux turns out to be finite in the modern steady state or evolutionary cosmologies, and is estimated at about 10³ neutrinos/cm² s. Taking absorption of neutrinos into account does not affect these remarks, except that in the oscillating cosmologies there must recur periods when neutrino absorption is faster than neutrino emission. It is estimated that the onset of neutrino absorption for an oscillating universe comes when it has contracted by a (linear) factor of about 10⁵, and absorption might not lower the neutrino population very much until the contraction reaches about 10¹⁴.

Riassunto

L’assenza del paradosso di Olbers per i neutrini indica che la luminosità media dei neutrini deve diminuire quando osserviamo parti dell’universo più antiche e più distanti. Diversamente dalla situazione per la luce, il « paradosso » non potrebbe essere evitato con nessun tipo di spostamento verso il rosso, e quindi pone una forte limitazione alla speculazione cosmologica. Il flusso ambientale dei neutrini risulta finito nel moderno stato uniforme delle cosmologie evoluzionistiche e si stima a circa 10³ neutrini/cm² s. Il tener conto dell’assorbimento dei neutrini non influisce su queste osservazioni, salvo il fatto che nelle cosmologie pulsanti si devono ripetere periodi in cui l’assorbimento dei neutrini è più veloce della loro emissione. Si stima che l’insorgere dell’assorbimento dei neutrini in un universo pulsante ha luogo quando esso si è contratto di un fattore (lineare) di circa 10⁵, e l’assorbimento non può diminuire di molto la popolazione di neutrini sinchè la contrazione non giunge a circa 10¹⁴.