El CMB y el radio de comovimiento del Hubble

He estado pensando en esto por un tiempo y no lo entiendo. Mi punto es, el radio de Hubble comoving ( a H ) − 1 es la distancia a la que la expansión del universo comienza a ser superlumínica. En un proceso de inflación, el radio de Hubble comomóvil se reduce, por lo que obtenemos un tiempo de conformación infinito antes de que se libere el CMB para tener una imagen de temperatura homogénea de la superficie de la última dispersión. Mi pregunta es, si el radio de Hubble se reduce, y este gráfico de las notas de Daniel Baumann en el curso de Cosmología de Cambridge es correcto.

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¿Por qué podemos ver los 2 puntos en ese gráfico que corresponden a la superficie 2d de CMB que podemos ver hoy si, de acuerdo con el gráfico, estaban fuera de nuestro radio de Hubble comóvil cuando se emitieron? ¿No están esos fotones infinitamente desplazados hacia el rojo en nuestra dirección radial? ¡Esa es mi pregunta!

¿podría proporcionar un enlace al gráfico de Baumann, TY?
Oh si por supuesto. Lo siento, pensé que había subido el gráfico. Editaré la pregunta ahora.
Primero encontré ese gráfico en sus notas para un curso de Cosmología en Cambridge y luego también lo encontré en su trabajo ªInflation and String Theoryª arxiv.org/abs/1404.2601 . Como dijo en una conferencia, la imagen está un poco mal porque decía que el CMB es la línea horizontal del agujero con un factor de escala de 0,001, pero por definición, el CMB es lo que vemos hoy, por lo que son solo los 2 puntos extremos. de esta línea, a la izquierda ya la derecha. Pero eso no importa para la pregunta que hice.
Mucho de esto no está claro... Pero vayamos al final: la parte del CMB que es observable está en el centro de la trama, dentro de la Esfera del Hubble, en la línea del CMB... ¿Cuál es el problema?
Como los rayos de luz se propagan a 45 grados en coordenadas conformes, la porción de CMB que podemos ver hoy son los dos puntos en el lado derecho e izquierdo de la línea CMB, no el punto central. El punto central es el CMB que pudimos ver cuando se emitió, tal como lo veo yo.

Respuestas (1)

La pregunta está redactada un poco confusa, pero la entiendo como:

¿Es cierto que la Esfera de Hubble puede estar encogiéndose?
¿Y podemos realmente observar regiones en el Universo que estaban retrocediendo superlumínicamente en el momento en que se emitieron los fotones?

Es importante recordar que el eje x en el diagrama en el OP muestra la distancia de movimiento conjunto , no la distancia adecuada. Cuando la expansión del Universo se está desacelerando, como puede ver, el Event Horizon (y la Esfera de Hubble) se está expandiendo en coordenadas de comovimiento, así como en coordenadas de distancia adecuadas. Esto permite que las regiones, incluidos los fotones que actualmente las habitan, que anteriormente estaban fuera de la Esfera de Hubble entren en ella.

Por otro lado, una vez que la expansión del Universo ha comenzado a acelerarse, ocurre lo contrario: la Esfera de Hubble ahora se está reduciendo en coordenadas de comovimiento, pero sigue expandiéndose en las coordenadas de distancia adecuadas. Esto significa, intuitivamente, que en esta fase de la existencia del Universo, las regiones que hasta ahora han estado retrocediendo más lentamente que la luz, comienzan a hacerlo superlumínicamente después de un punto dado en el tiempo.

Esto también significa que podemos observar fotones de regiones que actualmente, y siempre han estado, alejándose de nosotros. Los fotones de estas regiones emitidos en nuestra dirección se alejarán de nosotros inicialmente, pero aun así se propagarán a regiones del Espacio que retroceden más lentamente que antes, eventualmente "alcanzando" nuestro movimiento y acercándose a nosotros.

Sin embargo, si la región que emite los fotones se aleja demasiado rápido, los fotones nunca nos alcanzarán (o más bien, los fotones nunca serán capturados por nuestra esfera de Hubble), y la región será invisible para nosotros para siempre. El límite de esta región se denomina horizonte de sucesos y, de hecho, es equivalente al horizonte de sucesos alrededor de un agujero negro. El horizonte de sucesos cosmológico es interesante, porque marca un límite tanto en el espacio como en el tiempo, por lo que el nombre está muy bien elegido, pero esa es una historia para otro día .

Para obtener más información sobre el tema, recomiendo encarecidamente el artículo clásico moderno de Tamera Davis y Charles Lineweaver llamado Expanding Confusion: Common Misconceptions of Cosmological Horizons and the Superluminal Expansion of the Universe . Esta respuesta es básicamente una reformulación de algunas cosas de ese artículo. .

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