Radiación cósmica de fondo de microondas: ¿por qué tardó tanto en llegar aquí?

Entiendo que el universo después del big bang era una nube súper densa de partículas elementales, y debido a esta alta densidad "no era transparente" a la luz. Luego, aproximadamente 400.000 años (380.000 para ser exactos) después de que la densidad y la temperatura bajen lo suficiente como para que se formen los primeros átomos de hidrógeno. Gracias a la menor densidad, ahora los fotones podían viajar libremente. En teoría, la radiación de fondo de microondas cósmica (CMBR) debería ser esta luz que "se volvió libre" 400.000 años después del Big Bang. Razonemos en 2d por simplicidad. Si el universo fuera un círculo, el radio máximo podría haber sido un poco menos de 400.000 años luz (probablemente sea una exageración, pero supongamos simplemente que la materia no puede viajar más rápido que la luz). Asi que,

Si mi razonamiento es correcto, no puedo entender cómo es posible que veamos ese fotón después de 13 mil millones de años. Debería habernos llegado hace mucho, mucho tiempo.

Cuando se emitió el CMB, el Universo era mucho, mucho mayor que 400.000 ly de radio (muy posiblemente infinito). Aunque nada puede viajar por el espacio más rápido que la luz, el espacio mismo puede expandirse a cualquier velocidad. Muchas respuestas cubren esto, por ejemplo, Big Bang no sucedió en un punto . El Universo observable , definido por la distancia que la luz ha tenido tiempo de recorrer desde el Big Bang, no es igual a la edad del Universo veces C , pero mucho más grande ya que el espacio se expande entre el tiempo de emisión y el de detección.
"debería ser esta luz que 'se hizo libre' hace 400.000 años". ¿Cómo solucionas esto? Parece ser tu principal problema. Los fotones CMB han estado viajando desde el Big Bang menos 400.000 años.
Si bien sus números están equivocados, la respuesta más simple a este enigma es: si imagina que el universo fue hace 13 mil millones de años y toma 2 objetos separados por 1 mil millones de años luz, o (u otra gran distancia si lo desea, pero mucho más pequeño que el tamaño actual del universo observable). uno de esos objetos emite un rayo de luz hacia el otro. Esa luz tarda un poco más de mil millones de años en llegar al otro objeto porque el espacio entre los objetos se expande todo el tiempo.
Hola, @user3555654: en tus términos, esa bola se está expandiendo .
@Rob Jeffries Quise decir 400.000 después del Big Bang. Corregido en el texto

Respuestas (1)

Aquí hay una explicación muy, muy simple:

"¿Por qué tardó tanto en llegar aquí?"

Hay dos portaaviones, A y B, a cincuenta millas de distancia en el océano. Tienes un helicóptero que vuela a 50 mph. Por supuesto, se tarda una hora en llegar de A a B.

Ahora, imagine que A y B se están moviendo, se están alejando uno del otro a una buena velocidad.

Por supuesto, ahora el helicóptero tarda más de una hora en llegar entre A y B.

Con respecto a los muchos, muchos misterios de la expansión métrica del espacio, esta observación trivial es solo una cosa a tener en cuenta. Tenga en cuenta que , por supuesto, esta no es una analogía total y completa, y la analogía es absolutamente incorrecta / totalmente irrelevante para muchos aspectos de la discusión más amplia.

"Pensé que los fotones estaban 'atrapados' en una bola en expansión" , seguro, el helicóptero solo puede moverse a 50 mph sobre el agua debajo de él, lo que significa que en un momento dado solo puede haberse movido tan lejos sobre el agua debajo de él (un una especie de "círculo de realizabilidad", por así decirlo). Pero se puede ver con los transportistas moviéndose por todos lados, es solo una pregunta abierta si el helicóptero llega a B en mucho menos de una hora, mucho más de una hora, o nunca puede llegar a B en absoluto.

Gracias por tu explicación. Mi problema era que pensaba que el universo se estaba expandiendo mucho más lento que la velocidad de la luz. Entonces, para mí, la luz debería habernos alcanzado hace mucho tiempo.
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