Ненаблюдаемая Вселенная против поверхности последнего рассеяния

Вы правы в том, что поверхность последнего рассеяния (SoLS) — это самое дальнее, что мы можем увидеть на практике . Этот свет виден как космический микроволновый фон (CMB), наблюдаемый, например, с помощью космического корабля Planck.

Термин «наблюдаемая Вселенная» относится к самой дальней точке, которую мы можем видеть в теории , и определяется как расстояние, которое фотон может пройти за время от Большого взрыва (ВВ) до настоящего времени в гипотетическом событии, которое не взаимодействует. с любыми другими частицами . Но поскольку Вселенная была заполнена свободными электронами, которые эффективно рассеивают фотоны всех длин волн, до тех пор, пока через 380 000 лет после ББ не было испущено реликтовое излучение, на практике этого не происходит.

Если в какой-то момент мы сможем измерить фон космических нейтрино , который отделился от материи через 1 секунду после ВВ (например, Фесслер и др., 2016 ) и чрезвычайно слабо взаимодействует с материей на своем пути, или первичные гравитационные волны, которые, как считается, были выпущены во время инфляции,$10^{-32}$s после ББ, и который вообще не взаимодействует с материей, это будет исходить с "края обозримой Вселенной"$^\dagger$(так называемый «горизонт частиц»).

Из-за расширения Вселенной свет от SoLS смещается в красную сторону в 1100 раз, в то время как (гипотетический) свет от горизонта частиц смещается в красную сторону бесконечно. Расстояние до SoLS составляет примерно 45,6 Гли (миллиард световых лет), а расстояние до горизонта частиц немного больше, 47,1 Гли. Причина того, что разница между двумя радиусами составляет не только 380 тыс. лет (расстояние, которое проходит свет за 380 тыс. лет, предшествующих испусканию реликтового излучения), заключается в том, что скорость расширения в то время была намного больше (при$t=380\,\mathrm{kyr}$, это было$H = 1.4\times10^6\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{Mpc}^{-1}$, по сравнению с сегодняшним днем, когда это только$H_0 = 67.8\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{Mpc}^{-1}$).

$\dagger$_{Хотя нейтрино, вероятно, имеют массу и, следовательно, не движутся со скоростью света.}

Нужно быть очень осторожным, чтобы обсуждать эти различные горизонты и то, что находится за их пределами. Если не считать практических соображений, пределом того, что мы видим сейчас, является горизонт частиц. Теперь про 46 Блай от нас. Вы не можете взять возраст Вселенной и умножить его на с, чтобы получить его из-за расширения. Вы уже знаете и обсуждали некоторые из них.

Но Вселенная может быть намного больше. Вы также знаете. Но лучший способ, который я видел, чтобы понять это, находится в этой статье arXiv по адресу https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808v2.pdf .

На первом рисунке с 3 панелями показан горизонт частиц и другие «горизонты» (пузырь Хаббла, который не является горизонтом, горизонт событий, поверхность последнего рассеяния света, также не являющаяся горизонтом) на пространственно-временных диаграммах. Я не могу вставить рисунок сюда, некоторые люди могут, но если вы посмотрите на рисунок, его будет легче увидеть. Вы также можете увидеть пространство за пределами горизонта, а на последней панели оно переходит в бесконечное время на конформной временной диаграмме.

На других рисунках показана скорость расширения для различных космологических моделей.

В документе также есть математические расчеты для различных «горизонтов», которые он рисует.