¿Cambia el fondo cósmico de microondas con el tiempo?

De hecho, los patrones de CMB cambian con el tiempo, aunque estadísticamente siguen siendo los mismos, y aunque no se notará en las escalas de tiempo humanas.

El CMB que observamos ahora proviene de una capa delgada con nosotros en el centro, y con un radio igual a la distancia que la luz ha viajado desde el Universo, tenía 379.000 años y hasta ahora. A medida que pase el tiempo, recibiremos CMB de un caparazón con un radio cada vez mayor. A medida que esa luz haya viajado más lejos a través del espacio, será, como usted dice, más desplazada hacia el rojo, o "más fría". Pero también habrá sido emitido desde regiones más distantes en el Universo temprano que, aunque estadísticamente equivalentes, simplemente serán otras regiones y, por lo tanto, se verán diferentes.

Los patrones que cambian más rápido son los patrones más pequeños que podemos observar. La resolución angular del satélite Planck es de 5-10 arcmin . Dado que el CMB proviene de un corrimiento al rojo de ~1100, la distancia del diámetro angular que define la distancia física abarcada por un ángulo dado es de ~13 Mpc, por lo que 5 arcmin corresponden a una escala física de aproximadamente 19 kpc en coordenadas físicas, o 21 Mpc en coordenadas comóviles (es decir, una estructura que abarca 5 minutos de arco hoy tenía ~19 kpc de ancho en el momento de la emisión, pero ahora se ha expandido a un tamaño de ~21 Mpc, con 1 Mpc = 1000 kpc = 3261 · 10³ años luz).

Suponiendo un Universo isotrópico, si las parcelas de gas observables más pequeñas tuvieran 19 kpc de ancho perpendicular a nuestra línea de visión, también tienen un promedio de 19 kpc de ancho a lo largo de nuestra línea de visión.

Entonces, la pregunta de qué tan rápido cambia el CMB se reduce a cuánto tiempo tardó la luz en viajar 19 kpc cuando el Universo tenía 379,000 años. Esto no es simplemente 19 kpc dividido por la velocidad de la luz, ya que el Universo se expande a medida que viaja la luz, pero está bastante cerca. Por lo tanto, la luz tardó aproximadamente 62.000 años en atravesar ese parche.

Dado que vemos eventos en corrimiento al rojo$z$tiempo dilatado por un factor$1+z$, habrá que esperar$62\,\mathrm{kyr}\times1100$, o aproximadamente 70 millones de años (suponiendo que Planck no sea reemplazado por mejores instrumentos dentro de ese tiempo, lo cual es, um, dudoso).

Así que tienes razón, podrías hacer una imagen 3D del CMB, pero dado que los patrones son mucho más grandes que un año luz, no tienes que tomar una foto nueva cada año.

Cuando observamos el CMBR, estamos observando la superficie de la última dispersión, sin embargo, los puntos comóviles que componen la superficie de la última dispersión (que de hecho tendrán un espesor comparativamente muy pequeño, pero distinto de cero, en lugar de ser una superficie 2D) cambian con el tiempo, lo que en teoría debería corresponder a un cambio en el patrón observado (de anistropía) a lo largo del tiempo. En escalas de tiempo humanas y dadas las limitaciones de nuestra capacidad para observar los detalles minuciosos de la CMBR, el efecto observable en el patrón será insignificante.