Я читал об эпохе реионизации Вселенной, и мне это не совсем понятно.
Насколько я понимаю, вскоре после Большого взрыва Вселенная была ионизирована, и у протонов водорода отделились электроны. То, как это описывается, заключается в том, что Вселенная была «непрозрачной» (поскольку она была заполнена ионизированным газом). Затем Вселенная достаточно остыла, чтобы снова образовался нейтральный водород, и Вселенная стала «прозрачной». Когда начали формироваться первые звезды и галактики, они реионизировали вселенную.
Чего я не понимаю, так это того, что на иллюстрациях этой реионизации, в эпоху реионизации, кажется, что вселенная не прозрачна, а заполнена неионизированным IGM (нейтральным водородом). Затем ионизирующее излучение новообразованных звезд ионизирует среду, и... эти пузыри ионизированных областей растут и сливаются до тех пор, пока вся Вселенная снова не ионизируется (и поэтому становится прозрачной).
Я неправильно понял, когда Вселенная прозрачна? Или определение прозрачного? Будет ли правильно сказать, что современная Вселенная полностью ионизирована? (Означает ли это, что большая часть материи находится в форме звезд, которые можно считать ионизированными? Поскольку в повседневной жизни не кажется очевидным, что «все ионизировано»)
В настоящее время Вселенная в основном ионизирована и прозрачна.
Прозрачность означает, что фотоны могут перемещаться на большие расстояния.
Отсюда возникает путаница: как могло случиться, что рекомбинация сделала Вселенную прозрачной, а реионизация сохранила ее прозрачной?
После Большого взрыва у нас была очень маленькая Вселенная, заполненная ионизированным веществом. Такое количество ионизированной материи сделало фотоны недолговечными, и поэтому Вселенная была непрозрачной.
Затем произошла рекомбинация, и большая часть барионного вещества стала нейтральной, фотоны смогли путешествовать на большие расстояния, и Вселенная, таким образом, стала прозрачной.
И оно расширялось. И в то же время сгустки материи разрушались.
Сочетание этих двух факторов привело к сильному падению плотности межгалактической среды. Мало того, что места для той же самой материи было гораздо больше, так еще и материя была сконцентрирована в небольшие сгустки, делая почти все пространство практически пустым.
Второе фазовое изменение произошло, когда в ранней Вселенной начали конденсироваться объекты, обладающие достаточной энергией, чтобы ионизировать нейтральный водород. По мере того, как эти объекты формировались и излучали энергию, Вселенная снова превратилась из нейтральной в ионизированную плазму. Это произошло между 150 миллионами и одним миллиардом лет после Большого взрыва (при красном смещении 6 < z < 20). Однако в то время материя была рассеяна расширением Вселенной, и рассеивающие взаимодействия фотонов и электронов происходили гораздо реже, чем до электрон-протонной рекомбинации. Таким образом, Вселенная, наполненная ионизированным водородом низкой плотности, останется прозрачной, как это происходит сегодня. [1]
Поэтому, когда скопления материи схлопнулись настолько, что превратились в галактики со звездами, и эти звезды реионизировали межгалактическую среду, материи там почти не осталось, поэтому фотоны продолжали свободно путешествовать без препятствий, и поэтому Вселенная оставалась прозрачной.
Итак, он был прозрачным по двум разным причинам: нейтральность материи после рекомбинации и дефицит материи после реионизации.
Зибадава Тимми