По какой траектории Космическое микроволновое фоновое излучение достигло Земли?

На базовом уровне:

Вселенная вначале была очень горячей. Настолько жарко, что не было атомов, только электроны, протоны, нейтроны и фотоны, летающие вокруг. Фотоны рассеивались электронами и протонами, так как они сильно взаимодействовали, потому что электроны и протоны заряжены. Вселенная была очень похожа на плазму, которую вы найдете в плазменных шарах, но достигла 11. Она была непрозрачной. Вы не могли видеть сквозь него.

По мере расширения Вселенная охлаждалась, и примерно через 380 000 лет после Большого взрыва она стала достаточно холодной, чтобы могли образовываться стабильные атомы. В этот момент все фотоны, которые летали вокруг, внезапно перестали реагировать со всеми свободными электронами и протонами, поскольку они начали формировать атомы, которые не имели суммарного заряда и вели себя как очень разреженный газ, как воздух. Вселенная стала прозрачной. Точно так же, как мы можем видеть сквозь воздух, в этот момент фотоны могут двигаться беспрепятственно. Это называется «поверхностью последнего рассеяния», но вы не должны думать о ней как о поверхности, вы должны думать о ней как о моменте времени, когда Вселенная перешла от непрозрачности к свету к большей части прозрачности для света . .

Внезапно не с чем взаимодействовать, эти фотоны просто начинают двигаться по прямым линиям. Некоторые из этих фотонов находились как раз на правильном расстоянии от нас и были направлены именно в том направлении, в котором они только что поразили нас. На самом деле, они непрерывно бьют нас, поскольку вся Вселенная была заполнена этими фотонами как раз перед тем, как Вселенная стала «прозрачной».

Итак, реликтовое излучение не на краях, оно повсюду, это все фотоны, которые и по сей день разлетаются во всех направлениях. Иногда эти фотоны во что-то врезаются, но, поскольку Вселенная в основном представляет собой пустое пространство, доля, попавшая во что-то, совершенно незначительна. Можно с уверенностью предположить, что они ни с чем не взаимодействовали с момента «поверхности последнего рассеяния» почти 14 миллиардов лет назад.

В настоящее время эти фотоны имеют большую длину волны, почти 1 мм, потому что по мере того, как Вселенная продолжает расширяться, они продолжают охлаждаться и растягиваться по длине волны.

я отвечу на

Почему реликтовое излучение не находится на краю Вселенной? Почему он летает посередине?

Возникновение пространства-времени и материи после Большого взрыва произошло во всех точках нашей Вселенной. Расширение пространства происходило с одинаковой скоростью наружу для всех точек Вселенной. Во всех точках вселенной 380 000 лет назад электромагнитное излучение отделилось от материи, когда образовалась нейтральная материя во всех точках вселенной.

Свет, который через 380 000 лет после ББ начался из точки, где мы находимся сейчас, движется в расширяющемся пространстве со скоростью света от нас. До нас доходит свет из всех других точек пространства, которым потребовались соответствующие световые годы, чтобы достичь нас.

Космический микроволновый фон по этой причине расширения всех точек пространства в основном изотропен. Небольшие вариации интенсивности интерпретируются как скопление света, приходящего из далеких областей Вселенной,

Свечение почти однородно во всех направлениях, но крошечные остаточные вариации показывают очень специфический рисунок, такой же, какой ожидается от довольно равномерно распределенного горячего газа, который расширился до нынешних размеров Вселенной. В частности, спектральная яркость под разными углами наблюдения на небе содержит небольшие анизотропии, или неоднородности, которые меняются в зависимости от размера исследуемой области.

Реликтовое излучение является основным инструментом наблюдения, подтверждающим модель Большого взрыва.

Была ли траектория фотонов искривлена ​​массами во Вселенной?

Небольшое искривление происходит, если фотон прошел сильное гравитационное поле.

пока не загнется внутрь?

Нет. В том, что расширение начинается и продолжается во всех точках Вселенной. В этом смысле все точки вселенной являются центром вселенной.

Или это теория о том, что Вселенная закручивается сама в себя?

См. выше.

Реликтовое излучение — это «температура Вселенной».

Приблизительно через 379 000 лет после Большого взрыва ионизированный водород (свободные протоны и электроны) остыл примерно до 3000 К, и, таким образом, стал «прозрачным» водородом, поскольку ионизация прекратилась.

В каждый момент времени позже водород охлаждался «ровно» настолько, насколько расширялась Вселенная.

Другими словами, когда Вселенная расширилась в несколько раз (от «дельта» до примерно 1090 раз), газообразный водород остыл «точно» во столько же раз (от «дельта» примерно до 1090 раз).

Таким образом, мы видим температуру всех межзвездных газов между галактиками (в основном водорода) как единую температуру (общее температурное излучение) с 379 000 лет после Большого Взрыва (около 3000 К) до наших дней (около 2,73 К).

Вот почему фоновое излучение имеет такое точное планковское распределение (тепловое излучение), какое оно имеет.

Из Википедии: http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background

Свечение почти однородно во всех направлениях, но крошечные остаточные вариации показывают очень специфический рисунок, такой же, какой ожидается от довольно равномерно распределенного горячего газа, который расширился до нынешних размеров Вселенной.

Обновление: в своем ответе я говорю, что реликтовое излучение исходит отовсюду в космосе за пределами горячих областей, нагретых процессами гравитации, деления или синтеза, в основном звездами.