Porción del universo visible si se recopila una imagen de la época inflacionaria

tl; dr : Su campo de visión cubriría aproximadamente un centímetro cuadrado del cielo en ese momento, y observaría aproximadamente 50 mil millonésimas partes del Universo observable.

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Realmente no puedes...

Con los fotones, nunca podrás ver más allá de la recombinación , cuando el Universo tenía 380.000 años, porque hasta entonces, los electrones libres producidos son opacos a la radiación.

Con los neutrinos, usted puede (en principio) volver a ver 1 segundo después del Big Bang, pero para "ver" todo el camino de regreso a la inflación, probablemente necesitará ondas gravitacionales.

…pero supongamos que puedes de todos modos

De todos modos, hagamos un experimento mental y supongamos que tiene un RLT (telescopio ridículamente grande) con un campo de visión (FoV) del HST. ¿Qué fracción del Universo puedes ver? La respuesta podría sorprenderte:

Cuanto más lejos está un objeto de usted, menor es el ángulo que abarca en el cielo, es decir, más pequeño parece. Esto es cierto para las aves y los planetas e incluso para las galaxias más cercanas. Sin embargo, para las galaxias distantes, un efecto extraño contrarresta esto: debido a 1) la velocidad finita de la luz y 2) la expansión del Universo, las galaxias distantes estaban más cerca de ti cuando emitían la luz que ves hoy y, por lo tanto, abarcaban un ángulo mayor. . Por lo tanto, si comparas galaxias del mismo tamaño físico, se ven cada vez más pequeñas hasta alrededor de 15 Glyr (giga-años luz), después de lo cual se ven cada vez más grandes.

El Hubble Ultra Deep Field tiene un FoV de 2,8 por 2,5 minutos de arco. La región del Universo que abarca este FoV es, por lo tanto, más grande a una distancia de 15 Glyr, donde abarca$4.8\times4.3\,\mathrm{Mlyr}^2$(es decir, mega años luz cuadrados). Pero luego su FoV comienza a abarcar una región cada vez más pequeña. En la recombinación, se extiende sólo$34\times30\,\mathrm{klyr}^2$— en otras palabras, si una galaxia del tamaño de la Vía Láctea estuviera presente allí (no lo estaba), sería más grande que el FoV.

Si pudiera mirar hacia atrás hasta 4 horas después del Big Bang, su campo de visión abarcaría aproximadamente un año luz cuadrado. Tres minutos después de BB, cuando se acababa de crear todo el hidrógeno y el helio del Universo, abarcaría$\sim0.1\times0.1\,\mathrm{lyr}^2$. Unos microsegundos después de BB, abarcaría aproximadamente un cuadrado-AU (la distancia de la Tierra al Sol). Aproximadamente$10^{-22}\,\mathrm{s}$después de BB, abarcaría un kilómetro cuadrado.

y en$10^{-32}\,\mathrm{s}$después de BB, su FoV abarcaría$0.8\times0.7\,\mathrm{cm}^2$, es decir, ¡aproximadamente un centímetro cuadrado!

Fracción del Universo observada

La parte del Universo observable que observaría es el volumen "detrás" de su FoV. Eso se puede obtener integrando el área a lo largo de la distancia, pero una forma más fácil es simplemente notar el hecho de que, si su FoV fuera todo el cielo, observaría todo el Universo. Dado que su FoV cubre una fracción del cielo de

$$\begin{array}\\ f & = & \frac{2.8'\times2.5'}{\mathrm{full\,sky}}\\ & = & \frac{8\times10^{-4}\,\mathrm{rad}\,\,\times\,\,7\times10^{-4}\,\mathrm{rad}}{4\pi\,\mathrm{rad}^2}\\ & = & 5\times10^{-8}, \end{array}$$ esta es la fracción del Universo que observarías.

En$t=10^{-32}\,\mathrm{s}$, la parte del Universo que más tarde se convirtió en nuestro Universo observable hoy , tenía unos diez metros de radio. Otra forma de calcular la fracción es darse cuenta de que el centímetro cuadrado observado anteriormente mencionado comprende aproximadamente una fracción$f$de la superficie de una esfera de diez metros de radio.