天球の放射強度はどれくらいですか？

具体的には、太陽と月を除く：
遠方の星、天の川、遠方の銀河、星雲などのすべてのソースを合計すると、光やその他の周波数が平均して空間内のあるポイントに到達するときのエネルギー量はどれくらいですか？スペースは平均して「完全な黒さ」よりどのくらい明るいですか？

たとえば、効率が100％で、すべての電磁周波数を吸収でき、球形で完全に全方向性で、 $1 m^2$ 断面（半径56cm）の; プロキシマケンタウリへの途中でそれを送り、それが生成する電力量を測定します-利用可能なすべてのスターライトを利用して、バッテリーからどれだけのワットを得るでしょうか？

注：「すべての周波数」を簡単に取得できない場合は、放射値に対応する明るいものは問題ありません（可視スペクトルのみを考慮）。

luminosity radiation

— SF。
ソース

空間内の特定のポイントにおけるすべてのEM放射の出力密度は、EM光源の正確な分布（つまり、距離と方向）に依存します。明らかに、たとえば太陽に近い場合、出力密度は、光年離れている場合とは異なります。

\frac{1}{r^{2}}

$\frac 1 {r^2}$ 要因は重要です。

— StephenG

@StephenG：間違いなく1年以上先です。私は特に「地元の情報源」-「プロキシマケンタウリへの道」を除外するように要求しましたが、「Sci-fi」の解釈は、「新月の軌道上では、夜側の機体が広角を指す」光メートル離れた地球から、それを読み出すどのように多くのワット/ステラジアンまたはルーメン/ステラジアンそれは読まない（乗算、全天のため4PIによる）。？。

— 。SF

これは自分で解決できます。太陽の明るさ、光度、他の星の光度がわかります（Proximaへの途中の変化に合わせて調整できます）。また、マグニチュードは対数目盛です。累乗、追加、そしてそれだけです。お手伝いはできませんが（プロフィールの連絡先情報）、お手伝いはしません。

— バリーカーター2017年

ところで、これを広すぎると締め切って投票した人には、「広すぎる」とは、必要な回答がQ＆Aサイトに対して長すぎる場合です。ここでの答えは文字通り単一の数字と単位です。「2.7ワット/ m ^ 2」または「11ルーメン」のようなもの-正しい数字がわからないため、数字が明らかになりました。

— SF。

物理サイトからのこの回答は、あなたの質問にいくらか回答するかもしれません：[ physics.stackexchange.com/questions/196366/…（Answer）

— Agerhell

電磁エネルギー密度は、宇宙マイクロ波背景と光学/ IR背景によって支配されます。このPhysics SEの解答には、さまざまな周波数でのエネルギー密度の寄与を示す以下のプロットが含まれています。この「目視」で統合して、CMBの寄与が最大であり、光学/ IRバンプが密接に続くことを確認できます。

のプロット $\nu I_\nu$ （対数周波数間隔あたりのエネルギー密度に比例）、Hill et al。（2018）

CMBは、温度が2.73 Kのほぼ等方性の黒体放射であるため、比強度は $I_{\nu} = \frac{2h\nu^3}{c^2}\frac{1}{\exp[h \nu/k_B T] -1}$ ドル

これをすべての周波数で積分すると、

u = \frac{8 π^{5} (k_{B} T)^{4}}{15 (h c)^{3}} = 4.2 \times 10^{- 14} {J m}^{- 3}

$u = \frac{8\pi^5 (k_B T)^4}{15 (hc)^3} = 4.2 \times 10^{-14}\ \ {\rm J\ m}^{-3}$

パワーに関しては、 $c$ 取得するため $1.3\times 10^{-5}$ Wm $^{-2}$ 。

CMBよりも低温のレシーバーがない限り、これを利用できないことに注意してください。

良好な暗い天文サイトの暗い空は、Vバンドで1平方秒あたり約22等であることを確認することで、光学的背景光の寄与を大まかに計算できます。これの約0.1から0.2等だけが、最高の天文サイトでの光害に起因する可能性があります（たとえば、Benn＆Ellison 2007を参照）。Vバンドマグニチュードスケールのゼロ点は $3.6 \times 10^{-12}$ Wm $^{-2}$ オングストロームあたり $V=0$ そして、光学帯域を3000オングストロームとみなして、 $5.34\times 10^{11}$ 空の平方秒、次に空間内のポイントが受け取ります $10^{-5}$ Wm $^{-2}$ （または、おそらく暗い空の明るさのかなりの部分が大気光によって引き起こされるため、これの約半分）。

これは、プロットに示されているものとほぼ一致します。中赤外および光学よりも短い波長での寄与は、それほど寄与しません。

個別の情報源や天の川がもっと貢献していると思われるかもしれませんが、そうではないと思います。天の川の表面の明るさは、暗い空の明るさの約3倍ですが、もちろん、空全体のごく一部を占めています。

離散星があまり寄与していないことを確認する方法は、暗い空全体からの光束が約1000のゼロ等級の星または $10^7$ 10等級の星。どちらの数値も、これらの明るさで実際の銀河系星の数よりも桁違いに高くなっています。

— ロブ・ジェフリーズ
ソース

いい答えだ。OPは主に視界の光に興味があったと思います。合計の視覚的な光束と、それを比較するための数値（たとえば、日光/月光/金星光の光束）が見つかれば、賞金を差し上げます。

— インゴリフ

「どのくらいのエネルギー、光およびその他の周波数として」@Ingolifs

— Rob Jeffries

@Ingolifs：これは貴重な答えであり、Physics.SEからリンクされているものと組み合わせると、より「有用な」周波数の値を取得できるはずです。誰かが何かを拡大したり修正したりすることを望んでいる場合のために、受け入れるのを少し待ちますが、一般的にはそれで十分です。

— SF。

（また、これらの光子ははるかに多くありますが、それらは非常に低エネルギーです。小さくてもエネルギーの高い部分がそれ以上寄与しないのかどうかはわかりませんが、そのために数値をプラグインする必要があります）

— SF。

@sf改訂。CMBは、最初にプロットを見てから思ったほど完全には支配的ではありません。

— ロブジェフリーズ