The Light/Dark Universe: Light from Galaxies, Dark Matter and Dark Energy

Contents......Page 8
Preface......Page 6
1.1 Why is the sky dark at night?......Page 12
1.2 \"By reason of distance\"......Page 15
1.3 Island Universe......Page 16
1.4 Non-uniform sources......Page 17
1.5 Tired light......Page 20
1.6 Absorption......Page 21
1.7 Fractal Universe......Page 23
1.8 Finite age......Page 24
1.9 Dark stars......Page 27
1.10 Curvature......Page 28
1.11 Ether voids......Page 30
1.12 Insufficient energy......Page 31
1.13 Light-matter interconversion......Page 32
1.14 Cosmic expansion......Page 33
1.15 Olbers\' paradox today......Page 36
2.1 Bolometric intensity......Page 40
2.2 Time and redshift......Page 43
2.3 Matter, energy and expansion......Page 44
2.4 How important is expansion?......Page 48
2.5 Simple at models......Page 50
2.6 Curved and multi-uid models......Page 52
2.7 A bright sky at night?......Page 55
3.1 Spectral intensity......Page 60
3.2 Luminosity density......Page 63
3.3 The delta function .......Page 65
3.4 The normal distribution......Page 69
3.5 The thermal spectrum......Page 70
3.6 The spectra of galaxies......Page 73
3.7 The light of the night sky......Page 76
3.8 R.I.P. Olbers\' paradox......Page 80
4.1 The four dark elements......Page 84
4.2 Baryons......Page 87
4.3 Dark matter......Page 91
4.4 Neutrinos......Page 95
4.5 Dark energy......Page 97
4.6 Cosmological concordance......Page 99
4.7 The coincidental Universe......Page 105
5.1 The cosmological \"constant\"......Page 108
5.2 The scalar field......Page 109
5.3 Decaying dark energy......Page 113
5.4 Energy density......Page 116
5.5 Source luminosity......Page 119
5.6 Bolometric intensity......Page 124
5.7 Spectral energy distribution......Page 125
5.8 Dark energy and the background light......Page 126
6.1 Decaying axions......Page 130
6.2 Axion halos......Page 134
6.3 Bolometric intensity......Page 136
6.4 Axions and the background light......Page 138
7.1 Decaying neutrinos......Page 144
7.2 Neutrino halos......Page 146
7.3 Halo luminosity......Page 148
7.4 Free-streaming neutrinos......Page 151
7.5 Extinction by gas and dust......Page 152
7.6 Neutrinos and the background light......Page 156
8.1 Weakly interacting massive particles......Page 162
8.2 Pair annihilation......Page 165
8.3 One-loop decay......Page 171
8.4 Tree-level decay......Page 173
8.5 Gravitinos......Page 177
8.6 WIMPs and the background light......Page 180
9.1 Primordial black holes......Page 186
9.2 Evolution and density......Page 189
9.3 Spectral energy distribution......Page 192
9.4 Bolometric intensity......Page 195
9.5 Spectral intensity......Page 198
9.6 Higher dimensions......Page 202
10. The Universe Seen Darkly......Page 208
Bibliography......Page 214
Index......Page 228