Отступит ли реликтовое излучение за пределы нашей наблюдаемой Вселенной?

Насколько я понимаю, несколько миллиардов лет назад Вселенная была непрозрачной (край солнца окрашен в оранжевый цвет). Из-за расширения Вселенной фотоны, испущенные миллиарды лет назад с расстояния в миллиарды световых лет, достигают нас только сейчас, их длины волн теперь смещены в микроволновый спектр. Это то, что мы воспринимаем как реликтовое излучение. Кажется, что происхождение фотонов реликтового излучения едва ли находится внутри нашей наблюдаемой Вселенной. Это совпадение? Или есть какая-то причина, по которой он должен находиться внутри нашей наблюдаемой Вселенной? Удалится ли он в конце концов за пределы нашей наблюдаемой Вселенной, чтобы физики будущего смотрели в космос и не видели реликтового излучения?

Ответы (2)

Реликтовое излучение возникло одновременно везде, и каждая точка во Вселенной получала фотоны реликтового излучения с самого начала. Чтобы упростить дело, забудем на минуту о расширении Вселенной, поскольку его единственным следствием является красное смещение излучения. Представьте, что «выпуск» реликтового излучения происходит прямо сейчас. Если через минуту вы посмотрите на небо, то увидите излучение, идущее отовсюду. Фотоны, попадающие в ваш глаз, возникли минуту назад, поэтому все они родились на сфере с центром в вас и радиусом в одну световую минуту.

Теперь подождите год и снова направьте свой телескоп на небо. Вы все еще повсюду видите радиацию; рождение реликтового излучения произошло некоторое время назад, поэтому фотоны, которые вы видите сейчас, пришли издалека: они образовали сферу радиусом в один световой год.

Так продолжается. Опять же, реликтовое излучение образовалось повсюду, и излучение исходило во всех направлениях, и всякий раз, когда мы смотрим на небо (с помощью соответствующего оборудования), мы видим, что оно исходит отовсюду. Причина, по которой мы видим это сейчас, не в том, что расширение Вселенной каким-то образом задержало его; просто некоторые из фотонов возникли очень далеко, поэтому они только сейчас добираются до нас.

Как я уже сказал, расширение Вселенной приводит к красному смещению излучения. Это означает, что с годами (а мы говорим о многих миллионах лет в будущем) длины волн становятся длиннее, а энергии — меньше, так что в конце концов придется использовать другие инструменты. В далеком будущем, если кто-то все еще будет смотреть на небо, он может увидеть просто статическое поле вместо излучения.

Это предполагает, что расширение Вселенной остается постоянным, а не ускоряется. Можете ли вы рассказать, что происходит в этом случае?
@EmilioPisanty: я не понимаю, что вы имеете в виду. Если расширение ускоряется, разве красное смещение не станет быстрее?
@EmilioPisanty Неважно, какова история расширения или будущее вселенной. Ваш прошлый световой конус продолжается вплоть до Большого взрыва, и прежде чем он достигнет его, он проходит через излучение реликтового излучения.
@Крис Достаточно честно. Я правильно понимаю, что с тех пор галактики перестанут быть видимыми?
@EmilioPisanty Да, поскольку между галактиками есть пространство, для любой данной галактики мы в конечном итоге больше не будем получать от нее обновления. Дело не в том, что они исчезнут, а в том, что их часы замедлятся с нашей точки зрения, и они получат сколь угодно большие красные смещения, мало чем отличающиеся от того, если бы галактика падала в черную дыру.
@ChrisWhite Ха. Но реликтовое излучение останется видимым? Или с ним произойдет то же самое?
@EmilioPisanty: я объясняю это в своем ответе: CMB будет смещаться все больше и больше с течением времени. Пока продолжается расширение Вселенной, частота излучения (или, если хотите, энергия фотонов) будет сколь угодно малой.
Конечно, да, теперь я понимаю. Было просто трудно смириться с исчезновением галактик.

Если наша Вселенная конечна, то возможно, что когда-нибудь в будущем реликтовое излучение больше не будет находиться в пределах наблюдаемой Вселенной. Это связано с тем, что расстояние, которое свет должен пройти от источника реликтового излучения до наблюдателя, будет больше, чем расстояние между любыми двумя точками в конечной гиперсферической Вселенной.

Отступит ли реликтовое излучение за пределы нашей наблюдаемой Вселенной?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v