Когда возникла материя/энергия? До или после КМБ?

Давайте начнем с самого начала:

Вот исчерпывающая история Вселенной :

Протоны, образованные 1microsend, представляют собой материю в том виде, в каком мы ее знаем сейчас. В 380 000 лет плотность материи настолько низка, что больше не существует равновесия между поглощением и испусканием фотонов с остальной материей, и большинство фотонов ускользает без дальнейших взаимодействий и при непрерывном расширении дает нам реликтовое излучение и излучение черного тела, измеренное в эксперименты.

Однородность температуры, наблюдаемая на кривой излучения черного тела, она отображает при рассмотрении ниже уровня однородности скопления и обеднения, которые коррелируют с расположением скоплений галактик и галактик.

Вы правы, задаваясь вопросом: «Разве огромное расширение пространства не сделает достижение равновесия невозможным».

Период инфляции был предложен потому, что однородность реликтового излучения не могла быть объяснена термодинамически.

Микроволновое фоновое излучение с противоположных направлений в небе характеризуется одинаковой температурой с точностью до 0,01 %, но области космоса, из которых они исходили, в 500 000 лет были разделены более чем временем прохождения света и не могли «общаться» друг с другом. для установления кажущегося теплового равновесия - они оказались за "горизонтом" друг друга.

Не может быть термодинамического обмена излучением через всю вселенную из-за светового конуса, которому взаимодействия должны подчиняться согласно специальной теории относительности и общей теории относительности. Введение периода инфляции решило эту проблему.

Если Вселенная раздулась на 20–30 порядков, то свойства чрезвычайно маленького объема, который можно было бы считать тесно связанным, распространились на всю известную сегодня Вселенную, способствуя как крайней плоскостности, так и чрезвычайно изотропной природе фоновое космическое излучение.

Области Вселенной были «тесно связаны» посредством квантово-механического решения одних и тех же граничных условий.

Кроме того, квантово-механические неопределенности могут объяснить «ядра» анизотропии ниже однородности реликтового излучения как те, где материя сгущается в скопления галактик и галактик.

Подробная картина всего неба молодой Вселенной, созданная на основе данных WMAP за девять лет. На изображении видны температурные колебания возрастом 13,77 миллиардов лет (показаны цветовыми различиями), которые соответствуют семенам, из которых выросли галактики. Сигнал от нашей Галактики был вычтен с использованием многочастотных данных. На этом изображении показан диапазон температур ± 200 микрокельвинов.

Имея в виду вышеизложенное, давайте посмотрим на ваш последний вопрос:

если космическая инфляция заставляет пространство быстро расширяться за счет отталкивающей гравитации (из-за отрицательного давления), когда поле инфлатона находится в точке с высокой энергией. И если поле инфлатона, падающее вниз по его кривой энергии, образует материю/энергию, то как реликтовое излучение могло иметь однородность до одной тысячной степени?

Это факт, что это так.

Разве массивное расширение пространства не сделает достижение равновесия невозможным?

Равномерность обусловлена ​​не равновесием, а начальными условиями, формирующими период инфляции.

Аналог на каждый день: посвети красным лазером на лист бумаги и сделай снимок. Он равномерно красный не потому, что фотоны взаимодействовали между собой, а потому, что они генерировались с одним и тем же граничным условием. Если вы сильно увеличите изображение на бумаге, вы начнете видеть неравномерность из-за типа бумаги, на которой вы его распечатали. или даже квантовые флуктуации в процессе генерации. Низкоуровневые неоднородности КМб обусловлены квантово-механическими флуктуациями, предложенными в модели инфляции.

Короткий ответ: раньше.

На самом деле реликтовое излучение было испущено в результате отделения неэкзотической (барионной) материи и энергии друг от друга (темная материя и нейтрино претерпели нечто подобное еще раньше).

До испускания реликтового излучения Вселенная представляла собой горячую плазму, а фотоны и частицы находились в тепловом равновесии. Они столкнутся и разлетятся друг на друга, а постоянная бомбардировка высокоэнергетическими фотонами будет означать, что протоны и электроны не смогут объединяться в атомы. Это, в свою очередь, привело к тому, что Вселенная была полна электрически заряженных частиц, а это означало, что фотоны не улетят далеко, прежде чем столкнутся с одной из них.

Расширение Вселенной привело к двум вещам:

1. Фотоны сместились в красную сторону, стали менее энергичными, и поэтому меньшее их количество способно ионизировать атом водорода.
2. Расстояние между элементарными частицами и фотонами росло, так что столкновения становились менее вероятными.

Обе эти вещи на самом деле просто два разных способа сказать, что Вселенная остыла.

В какой-то момент охлаждение достигло критического уровня, при котором протоны и электроны могли объединяться в атомы без немедленной повторной ионизации. Это, в свою очередь, означало, что внезапно расстояние между частицами стало намного больше. Фотоны могли путешествовать свободно, и с тех пор они это делают, не обращая внимания на определенные резонансные длины волн.

Это также, что важно, означало, что материя и энергия вышли из теплового равновесия . С тех пор температура фотонов и материи развивалась независимо.