¿De dónde se originó el CMB ? Entiendo que al comienzo del universo, según la teoría del Big Bang, las temperaturas y las presiones eran demasiado altas para que existiera la materia, e incluso si existiera, sería aniquilada de su equivalente en antimateria, liberando así radiación electromagnética (EMR).
Sin embargo, ¿es este el origen del CMB? Por lo que sé, antes de todo el evento de nucleosíntesis y desacoplamiento, los fotones se dispersaban constantemente y, por lo tanto, el universo era opaco. Sin embargo, después de que las temperaturas se enfriaron de tal manera que pudieran existir átomos neutros, el EMR podría propagarse y no dispersarse.
Sin embargo, leí en alguna parte que en realidad fue el evento de desacoplamiento en sí mismo lo que originó el CMB. Al igual que las pruebas de llama, o según el segundo postulado de Bohr , cuando los electrones se relajan en el estado fundamental o simplemente en estados de energía más bajos, se libera EMR. Por lo tanto, ¿sería la relajación de estos electrones la fuente del CMB?
Una vez que se produjo la recombinación, la radiación del cuerpo negro , que estaba en equilibrio térmico con la materia (plasma de hidrógeno), se desacoplaba de ella y podía propagarse libremente. La temperatura a la que esto ocurrió fue de unos 3000 grados Kelvin.
Esto significa que el CMB está compuesto por la radiación que existía justo antes del desacoplamiento, es decir, lo que volaba dentro del plasma de hidrógeno de 3000 K justo antes de que el plasma se enfriara lo suficiente como para apagarse.
(La expansión cósmica luego estiró tanto la radiación que su espectro ahora corresponde a unos muy fríos 2,7 grados Kelvin).
La relación fotón a barión antes del desacoplamiento es (por ejemplo, aquí) . es decir, hay aproximadamente mil millones de fotones por cada par protón/electrón. Por lo tanto, el CMB no se produce por recombinación de protones y electrones, ese proceso simplemente facilitó el CMB al hacer que el universo fuera transparente en ese momento.
Sin embargo, tampoco se puede decir que los fotones CMB fueron producidos por aniquilación de materia/antimateria, porque estos fotones, producidos en el primer segundo después del Big Bang, tuvieron mucho tiempo para interactuar con la materia antes de la recombinación: el camino libre medio. de un fotón es la edad del universo .
La fuente de los fotones CMB es una variedad de procesos radiativos (por ejemplo, bremsstrahlung, foto-recombinación [a átomos de H y H iones], dispersión elástica e inelástica) que se produjo en el plasma mayoritariamente ionizado poco antes de la recombinación.
Sin embargo, leí en alguna parte que en realidad fue el evento de desacoplamiento en sí mismo lo que originó el CMBR. Al igual que las pruebas de llama, o según el segundo postulado de Bohr, cuando los electrones se relajan en el estado fundamental o simplemente en estados de energía más bajos, se libera emr. Por lo tanto, ¿sería la relajación de estos electrones la fuente del CMBR?
El CMB tiene un espectro de cuerpo negro casi perfecto con una temperatura de aproximadamente 2,7 K. Por lo tanto, la fuente del CMB no puede provenir únicamente de la relajación de electrones libres en estados de átomos de hidrógeno, lo que en realidad conduciría a un espectro lineal. Ahora debo mencionar que hay contribuciones al CMB debido a tales interacciones (ver https://academic.oup.com/mnras/article/371/4/1939/1060928 ), sin embargo, son solo perturbaciones en el espectro de fondo resultante debido al efecto de recombinación.
JDługosz
fisicofilo