Как мы можем обнаружить космическое фоновое излучение?

Насколько я понимаю, реликтовое излучение — это оставшееся излучение Большого взрыва. Поскольку вся материя, включая Землю, была создана во время Большого Взрыва, а затем, по мере расширения Вселенной, эта материя/энергия расходилась все дальше и дальше, но поскольку эта материя не может двигаться быстрее скорости света, мы должны быть позади Реликтовое излучение, которое движется со скоростью света. Итак, насколько я понимаю, реликтовое излучение должно было пройти мимо нас и большей части материи Вселенной давным-давно, поэтому мы не сможем его обнаружить. Также обратите внимание на то, насколько постоянна реликтовое излучение; разве это не должно быть вспышкой? Извините, если вопрос не имеет большого смысла. Я студент, поэтому, пожалуйста, используйте термины непрофессионала.

Ответы (2)

Вы предполагаете, что Большой взрыв произошел в какой-то точке, поэтому реликтовое излучение представляет собой оболочку излучения, расширяющуюся наружу из этой точки. Однако Большой взрыв произошел повсюду, поэтому каждая точка во Вселенной является источником реликтового излучения. Реликтовое излучение, которое мы обнаруживаем сегодня, исходит из регионов Вселенной, которые находились на расстоянии около 13,8 миллиардов световых лет в момент испускания реликтового излучения (сейчас эти точки находятся намного дальше).

Тот факт, что Большой взрыв произошел повсюду, представляет собой сложный концептуальный вопрос для нефизиков. См. мой ответ на вопрос. Была ли сингулярность при Большом взрыве совершенно однородной, и если да, то почему Вселенная потеряла свою однородность? для дружеского обсуждения этого, не связанного с физикой.

или ~ 42 миллиона световых лет на момент развязки

Хорошим аналогом того, что в нашей Вселенной не существует ни одной единственной точки, которая была бы уникальной точкой, где произошел Большой Взрыв, является расширяющийся воздушный шар . Я растяну его дальше, включив фотонный фон:

Предположим, что у нас есть твердый шар из эластичного очень горячего материала, и мы каким-то образом можем надуть воздух в его центр. Образуется баллон, и поверхность начинает расширяться. Каждая точка на поверхности воздушного шара теоретически находилась на ( 0 , 0 , 0 , 0 ) точка, где началось расширение, поэтому, если вы живете на воздушном шаре, все точки воздушного шара присутствовали в то время "=" 0 в единственной точке.

Теперь предположим, что поверхность воздушного шара имеет толщину: сначала распределение вещества будет однородным, затем по мере его охлаждения оно будет образовывать случайные однородные комки и т. д. шар полностью отражается в фотонах.

Предположим, что фотолюминесценция создает импульс фотонов в момент времени "=" т в пределах всей толщины поверхности воздушного шара, и выключается, вспышка. Фотоны будут захвачены, двигаясь по кругу между поверхностями воздушного шара.

Если мы продлим аналогию еще дальше и предположим, что между поверхностями в основном вакуум, после некоторого расширения фотоны станут подобны фотонному газу, и если не будет достаточно вещества для их поглощения, их плотность будет уменьшаться по мере дальнейшего расширения, но она будет одинаковой во всех точках между этой гипотетической толщиной баллона и характеристикой начального импульса фотолюминесценции.

Наблюдатель на поверхности воздушного шара увидит, что плотность фотонов уменьшается с расширением воздушного шара, и может сформировать гипотезу о происхождении этих фотонов.

Итак, насколько я понимаю, реликтовое излучение должно было пройти мимо нас и большей части материи Вселенной давным-давно, поэтому мы не сможем его обнаружить.

Я надеюсь, что приведенный выше аналог показывает, как вспышка может производить фотоны, которые будут продолжать существовать и их можно будет обнаружить в расширяющемся пространстве-времени. В некотором смысле фотоны реликтового излучения непрерывно перемещаются по замкнутой Вселенной, и мы обнаруживаем свойства этого реликтового излучения.

Вселенная сейчас в основном пустое пространство. Вот почему у нас есть разделение излучения примерно через 380 000 лет после Большого взрыва , потому что к тому времени расширение понизило плотность энергии настолько, что фотоны не нашли достаточно материи для повторного рассеяния или поглощения.