Kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung: Warum hat es so lange gedauert, hierher zu gelangen?

Ich verstehe, dass das Universum nach dem Urknall eine superdichte Wolke von Elementarteilchen war und aufgrund dieser hohen Dichte für Licht "nicht transparent" war. Dann, ungefähr 400.000 Jahre (380.000 um genau zu sein), nachdem Dichte und Temperatur niedriger genug waren, um die ersten Wasserstoffatome zu bilden. Dank der geringeren Dichte konnten sich Photonen nun frei bewegen. Theoretisch sollte die Cosmic Microwave Background Radiation (CMBR) dieses Licht sein, das 400.000 Jahre nach dem Urknall "frei wurde". Lassen Sie uns der Einfachheit halber in 2d argumentieren. Wenn das Universum ein Kreis wäre, hätte der maximale Radius etwas weniger als 400.000 Lichtjahre betragen können (wahrscheinlich übertrieben, aber nehmen wir einfach an, dass sich Materie nicht schneller als Licht fortbewegen kann). So,

Wenn meine Argumentation richtig ist, kann ich nicht verstehen, wie es möglich ist, dass wir dieses Photon nach 13 Milliarden Jahren sehen. Es hätte uns schon vor langer, langer Zeit erreichen sollen.

Als das CMB emittiert wurde, war das Universum viel, viel größer als 400.000 ly im Radius (möglicherweise unendlich). Obwohl nichts schneller als Licht durch den Weltraum reisen kann, kann sich der Weltraum auf jeden Fall ausdehnen. Viele Antworten decken dies ab, z. B. Urknall hat zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht stattgefunden . Das beobachtbare Universum, definiert durch die Entfernung, die das Licht seit dem Urknall zurückgelegt hat, ist nicht gleich dem Alter der Zeiten des Universums c , aber viel größer, da sich der Raum zwischen dem Zeitpunkt der Emission und der Detektion ausdehnt.
"sollte dieses Licht sein, das vor 400.000 Jahren "frei wurde". Wie kommst du darauf - das scheint dein Hauptproblem zu sein. Die CMB-Photonen sind seit dem Urknall minus 400.000 Jahre unterwegs.
Während Ihre Zahlen nicht stimmen, lautet die einfachste Antwort auf dieses Rätsel: Wenn Sie sich vorstellen, dass das Universum vor 13 Milliarden Jahren war, und 2 Objekte nehmen, die 1 Milliarde Lichtjahre voneinander entfernt sind, oder (oder eine andere große Entfernung, wenn Sie möchten, aber viel kleiner als die aktuelle Größe des beobachtbaren Universums). eines dieser Objekte sendet einen Lichtstrahl in Richtung des anderen aus. Es dauert etwas länger als 1 Milliarde Jahre, bis dieses Licht das andere Objekt erreicht, weil sich der Raum zwischen den Objekten die ganze Zeit ausdehnt.
Hallo @user3555654 - deiner Meinung nach dehnt sich dieser Ball aus .
@Rob Jeffries Ich meinte 400.000 nach dem Urknall. Im Text korrigiert

Antworten (1)

Hier ist eine sehr, sehr einfache Erklärung:

"Warum hat es so lange gedauert, hierher zu kommen?"

Es gibt zwei Flugzeugträger, A und B, fünfzig Meilen voneinander entfernt auf dem Ozean. Sie haben einen Helikopter, der 50 Meilen pro Stunde fliegt. Natürlich dauert es eine Stunde, um von A nach B zu kommen.

Stellen Sie sich nun vor, A und B bewegen sich beide - sie dampfen mit guter Geschwindigkeit voneinander weg.

Natürlich dauert es jetzt länger als eine Stunde, bis der Hubschrauber von A nach B kommt.

In Anbetracht der vielen, vielen Mysterien der metrischen Ausdehnung des Raums ist diese triviale Beobachtung nur eine Sache, die man im Auge behalten sollte. Beachten Sie, dass dies natürlich keine vollständige und vollständige Analogie ist und die Analogie in der Tat völlig falsch / für viele Aspekte der breiteren Diskussion völlig irrelevant ist.

"Ich dachte, dass die Photonen in einer sich ausdehnenden Kugel "gefangen" wären" , sicher, der Hubschrauber kann sich nur mit 50 Meilen pro Stunde über das Wasser darunter bewegen, was bedeutet, dass er sich zu einem bestimmten Zeitpunkt nur so weit über das Wasser darunter bewegt haben kann (a eine Art "Erreichbarkeitskreis", wenn man so will). Aber Sie können sehen, dass die Träger, die überall herumfahren, nur eine offene Frage sind, ob der Hubschrauber B in viel weniger als einer Stunde, viel mehr als einer Stunde erreicht oder B überhaupt nie erreichen kann.

Danke für Ihre Erklärung. Mein Problem war, dass ich dachte, dass sich das Universum viel langsamer als Lichtgeschwindigkeit ausdehnt. Also für mich hätte uns das Licht längst erreichen sollen.
Kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung: Warum hat es so lange gedauert, hierher zu gelangen?
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