Космическое микроволновое фоновое излучение: почему это заняло так много времени?

Я понимаю, что Вселенная после большого взрыва представляла собой сверхплотное облако элементарных частиц, и из-за этой высокой плотности она была «не прозрачна» для света. Затем, примерно через 400 000 лет (380 000, если быть точным) после того, как плотность и температура станут достаточно низкими, чтобы образовались первые атомы водорода. Благодаря более низкой плотности теперь фотоны могли свободно путешествовать. Теоретически Космическое микроволновое фоновое излучение (CMBR) должно быть тем светом, который «стал свободным» через 400 000 лет после Большого взрыва. Давайте рассуждать в 2d для простоты. Если бы Вселенная была кругом, максимальный радиус мог бы быть чуть меньше 400 000 световых лет (вероятно, это преувеличение, но давайте просто предположим, что материя не может двигаться быстрее скорости света). Так,

Если мои рассуждения верны, я не могу понять, как это возможно, что мы видим этот фотон через 13 миллиардов лет. Оно должно было дойти до нас давным-давно.

Когда реликтовое излучение было испущено, Вселенная была намного больше, чем 400 000 световых лет в радиусе (вполне возможно, что она бесконечна). Хотя ничто не может двигаться в пространстве быстрее света, само пространство может расширяться с любой скоростью. Этому посвящено множество ответов, например, Большой взрыв не произошел в какой-то момент . Наблюдаемая Вселенная , определяемая расстоянием, которое свет успел пройти с момента Большого взрыва, не равна возрасту Вселенной, умноженному на с , но намного больше, так как пространство расширяется между моментом излучения и обнаружением.
«Должен быть этот свет, который «стал свободным» 400 000 лет назад». Как вы это решаете - это, кажется, ваша главная проблема. Фотоны реликтового излучения путешествовали с момента Большого взрыва минус 400 000 лет.
Пока ваши цифры неверны, самый простой ответ на эту головоломку таков: если вы представите, что Вселенная была 13 миллиардов лет назад, и возьмете 2 объекта на расстоянии 1 миллиарда световых лет друг от друга или (или на другом большом расстоянии, если хотите, но намного меньшем, чем текущий размер наблюдаемой Вселенной). один из этих объектов излучает луч света в сторону другого. Чтобы этот свет достиг другого объекта, требуется немного больше времени, чем 1 миллиард лет, потому что пространство между объектами все время расширяется.
Привет, @user3555654. По-вашему, этот шар расширяется .
@Rob Jeffries Я имел в виду 400 000 после большого взрыва. Исправил в тексте

Ответы (1)

Вот очень-очень простое объяснение:

"почему это заняло так много времени, чтобы добраться сюда?"

В океане есть два авианосца, А и Б, в пятидесяти милях друг от друга. У вас есть вертолет, который летит со скоростью 50 миль в час. Конечно, чтобы добраться из пункта А в пункт Б, требуется один час.

Теперь представьте, что A и B оба движутся — они удаляются друг от друга с хорошей скоростью.

Конечно, теперь вертолету требуется больше часа, чтобы добраться между А и Б.

Что касается многих, многих загадок метрического расширения пространства, это тривиальное наблюдение — всего лишь одна вещь, которую следует иметь в виду. Обратите внимание, что это, конечно , не полная аналогия, и аналогия действительно совершенно неверна / совершенно не имеет отношения ко многим аспектам более широкого обсуждения.

«Я думал, что фотоны были «захвачены» расширяющимся шаром» , конечно, вертолет может двигаться только со скоростью 50 миль в час над водой под ним, а это означает, что в любой момент времени он мог двигаться только так далеко над водой под ним ( своего рода «круг достижимости», если хотите). Но вы можете видеть, что авианосцы перемещаются повсюду, это просто открытый вопрос, достигает ли вертолет B гораздо меньше, чем за час, намного больше, чем за час, или он вообще никогда не сможет достичь B.

Спасибо за ваше объяснение. Моя проблема заключалась в том, что я думал, что Вселенная расширяется намного медленнее, чем скорость света. Так что для меня свет должен был дойти до нас давным-давно.
Космическое микроволновое фоновое излучение: почему это заняло так много времени?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v