¿Cuándo surgió la materia/energía? ¿Antes o después del CMB?

Vamos a empezar desde el principio :

Aquí hay una historia completa del universo :

Los protones formados por 1microsend, importan tal como lo conocemos ahora. A los 380.000 años la densidad de la materia es tan baja que ya no existe un equilibrio entre la absorción y emisión de fotones con el resto de la materia, y la mayoría de los fotones escapan sin más interacciones y, con su continua expansión nos dan la radiación CMB y de cuerpo negro medida en los experimentos

La uniformidad de la temperatura vista en la curva de radiación de cuerpo negro que muestra, cuando se examina por debajo del nivel de uniformidad, aglomeraciones y agotamientos, que se correlacionan con la ubicación de cúmulos de galaxias y galaxias.

Tiene razón al preguntarse: "la expansión masiva del espacio no haría imposible alcanzar el equilibrio".

Se propuso el período de inflación porque la uniformidad del CMB no podía explicarse termodinámicamente.

La radiación de fondo de microondas procedente de direcciones opuestas en el cielo se caracteriza por la misma temperatura dentro del 0,01 %, pero las regiones del espacio desde las que se emitieron hace 500.000 años estaban separadas por más de un tiempo de tránsito de la luz y no podrían haberse "comunicado" entre sí. para establecer el equilibrio térmico aparente - estaban más allá del "horizonte" del otro.

No podría haber intercambio de radiación termodinámicamente a través de todo el universo, debido al cono de luz al que tienen que obedecer las interacciones debido a la relatividad especial y la relatividad general. La introducción del período de inflación resolvió este problema.

Si el universo se infló de 20 a 30 órdenes de magnitud, entonces las propiedades de un volumen extremadamente pequeño que podría haberse considerado íntimamente conectado se extendieron por todo el universo conocido hoy, contribuyendo tanto a la extrema planitud como a la naturaleza extremadamente isotrópica de la radiación cósmica de fondo.

Las regiones del universo estaban "íntimamente conectadas" a través de la solución mecánica cuántica a las mismas condiciones de contorno.

Además, las incertidumbres de la mecánica cuántica pueden explicar los "núcleos" de anisotropía por debajo de la uniformidad del CMB como aquellos en los que la materia se coaguló en cúmulos de galaxias y galaxias.

La imagen detallada de todo el cielo del universo infantil creada a partir de nueve años de datos WMAP. La imagen revela fluctuaciones de temperatura de hace 13.770 millones de años (que se muestran como diferencias de color) que corresponden a las semillas que crecieron para convertirse en galaxias. La señal de nuestra galaxia se restó utilizando los datos de frecuencia múltiple. Esta imagen muestra un rango de temperatura de ± 200 microKelvin

Con lo anterior en mente, veamos tu última pregunta:

si la inflación cósmica hace que el espacio se expanda rápidamente a través de la gravedad repulsiva (de la presión negativa) cuando el campo inflatón está en un punto de alta energía. Y si el campo de inflatón que cae por su curva de energía forma materia/energía, ¿cómo podría el CMB tener uniformidad a la milésima de grado?

Es un hecho que lo hace.

¿La expansión masiva del espacio no haría imposible alcanzar el equilibrio?

La uniformidad no se debe a un equilibrio, sino a las condiciones iniciales que forman el período de inflación.

Un análogo de todos los días: haz brillar un láser rojo en una hoja de papel y toma una foto. Es uniformemente rojo no porque los fotones interactuaran entre sí, sino porque se generaron con la misma condición límite. Si amplía mucho la imagen en el papel, comenzará a ver falta de uniformidad debido al tipo de papel en el que la imprimió. o incluso fluctuaciones cuánticas en el proceso de láser. Las no uniformidades de bajo nivel del CMb se deben a las fluctuaciones mecánicas cuánticas propuestas en el modelo de inflación.

La respuesta corta es: Antes.

De hecho, el CMB se emitió como resultado del desacoplamiento de la energía y la materia no exótica (bariónica) (la materia oscura y los neutrinos sufrieron algo similar incluso en épocas anteriores).

Hasta que se emitió el CMB, el Universo era un plasma caliente y los fotones y las partículas estaban en equilibrio térmico. Chocarían y se dispersarían unos contra otros, y el bombardeo constante de fotones de alta energía significaría que los protones y los electrones no podrían combinarse en átomos. Esto, a su vez, dio como resultado que el Universo estuviera lleno de partículas cargadas eléctricamente, lo que significaba que los fotones no viajarían muy lejos antes de encontrarse con una de ellas.

La expansión del Universo condujo a dos cosas:

1. Los fotones se desplazaron hacia el rojo, se volvieron menos energéticos y, por lo tanto, menos de ellos pudieron ionizar un átomo de hidrógeno.
2. La distancia entre las partículas elementales y los fotones creció, de modo que las colisiones se hicieron menos probables.

Ambas cosas son en realidad solo dos formas diferentes de decir que el Universo se enfrió.

En algún momento, el enfriamiento alcanzó un nivel crítico, donde los protones y los electrones podían combinarse en átomos sin reionizarse inmediatamente. Esto a su vez significó que, de repente, la distancia entre las partículas se hizo mucho mayor. Los fotones podrían viajar libremente y lo han hecho desde entonces, sin tener en cuenta ciertas longitudes de onda resonantes.

Esto también significó, de manera importante, que la materia y la energía cayeron fuera del equilibrio térmico . Desde entonces, la temperatura de los fotones y de la materia se han desarrollado de forma independiente.