En la recombinación, el Universo se volvió transparente a la radiación electromagnética después de que el Universo se expandió lo suficiente como para enfriarse y formar átomos neutros. Antes de eso, el plasma de materia era efectivamente opaco a la radiación electromagnética debido a la dispersión de Thomson por parte de los electrones libres, ya que el camino libre medio que podía recorrer cada fotón antes de encontrar un electrón era muy corto.
Esta dispersión de Thomson es buena para detener los fotones, pero no los neutrinos. En teoría, se conocen dispersiones de neutrinos, pero su probabilidad es muy baja, AFAIK.
¿Por qué no podemos detectar neutrinos anteriores a la era de la recombinación que puedan decir algo más sobre las fases iniciales del universo?
Tiene toda la razón: los neutrinos mantienen la promesa de proporcionar una ventana que nos brinde vistas mucho más profundas del Big Bang que la ventana proporcionada convencionalmente por los fotones.
El telescopio espacial Hubble nos brinda instantáneas de galaxias en un universo que tiene solo 600 millones de años. Aunque esta hazaña se presenta al público en general como una gran noticia, el Hubble no se acerca a agotar la profundidad de penetración de los fotones. La verdadera capacidad de los fotones la proporcionan los telescopios que observan en longitudes de onda mucho mayores que la de la luz visible. Los telescopios espaciales COBE, WMAP y Planck lo hacen y nos brindan una vista del universo más antiguo accesible a través de fotones: un universo que tiene solo 380 mil años.
Dado que el universo en épocas anteriores era opaco a la luz de cualquier longitud de onda, parece que hemos llegado al límite de cuán profundo podemos sondear nuestro pasado.
Introduzca el neutrino. Si encontramos formas prácticas de detectar neutrinos de energía ultra baja, podremos sumergirnos mucho más profundo que nunca en el big bang. Los neutrinos tienen la promesa de abrir una ventana a un universo que solo tiene dos segundos. Una perspectiva que hará babear a muchos cosmólogos.
Sin embargo, los desafíos técnicos son inmensos y muchos creen que la humanidad nunca podrá observar directamente un universo tan extremadamente embrionario. Sin embargo, debemos tener en cuenta que la astronomía de neutrinos tiene 25 años y está en su infancia. Las observaciones de neutrinos han alcanzado una etapa de madurez comparable a la madurez de la astronomía fotónica en el momento en que Galileo apuntó por primera vez un telescopio al cielo nocturno. Hemos recorrido un largo camino desde entonces. El paso desde la observación de los primeros neutrinos extragalácticos hace veinticinco años hasta la observación detallada del Fondo Cósmico de Neutrinos probablemente no sea mucho más grande que el paso desde el primer telescopio de Galileo hasta WMAP.
La detección del fondo cósmico de neutrinos (~1,95K) es extremadamente difícil (en comparación con el fondo cósmico de microondas) y nunca se ha realizado directamente hasta ahora. Eso es porque los neutrinos interactúan muy débilmente con la materia, a diferencia de los fotones. Tenemos que construir detectores muy grandes. (Pero si se comportan como fotones, no podemos usarlos para observar el universo primitivo).
También encontré diapositivas introductorias bastante útiles sobre este problema en lbl.gov: http://www-physics.lbl.gov/seminars/old/Petr_Vogel.pdf
Qianyi Guo