Astronomie

Pourquoi le CMB n'a-t-il pas déjà reculé plus vite que la vitesse de la lumière ?

Pourquoi le CMB n'a-t-il pas déjà reculé plus vite que la vitesse de la lumière ?

S'il y a soi-disant des galaxies, ou d'autres parties entières de l'univers, que nous ne pouvons jamais voir car elles s'éloignent de nous plus rapidement que la vitesse de la lumière, alors pourquoi n'est-ce pas ou ne s'est-il pas produit avec le micro-onde cosmique Contexte?


Permettez-moi d'essayer cela du point de vue des blocs de construction.

Imaginez que l'Univers est fondamentalement uniforme, c'est-à-dire qu'il est à peu près le même partout à un moment donné ou à un âge spécifique. Nous pensons que c'est essentiellement vrai.

Ensuite, imaginez que l'Univers est ridiculement, incroyablement grand, beaucoup plus grand que ce que nous pouvons voir, car lorsque nous regardons les choses très loin, nous regardons également en arrière et nous ne pouvons voir que dans la mesure où l'univers est ancien. Nous ne pouvons pas voir la majeure partie de l'Univers car la majeure partie est beaucoup trop éloignée. Compte tenu de l'expansion observée, nous ne verrons jamais la majeure partie de l'univers. La lumière d'objets trop éloignés ne nous atteindra jamais. Nous supposons qu'il existe d'innombrables galaxies, similaires aux galaxies que nous pouvons voir, mais nous ne les verrons jamais.

Ignorons les toutes premières parties lorsque l'univers observable était de la taille d'une balle de baseball ou de la taille du système solaire, car cela s'est produit bien avant le rayonnement de fond cosmique et cela n'est pas pertinent pour votre question, et nous pouvons commencer dans le, permet disons, environ 370 000 ans, lorsque l'Univers était beaucoup moins étendu qu'il ne l'est aujourd'hui.

À cet âge, environ 370 000 ans après le big bang, l'Univers était encore chaud partout, un peu comme un feu dispersé partout. Il n'y avait pas de galaxies ou d'étoiles car elles ne s'étaient pas encore fusionnées. Juste étalé des nuages ​​de gaz ardent encore répandus partout, mais commençant à s'agglutiner sous l'effet de la gravité. Fondamentalement, juste des noyaux d'hydrogène et d'hélium et des électrons libres, assez chauds pour être dans un état de plasma, pas trop différent de la flamme, et la flamme est opaque. Ce n'est pas complètement opaque comme un objet solide, mais la flamme diffuse la lumière, voir plus de détails ici.

donc, âgé de 370 000 ans, l'univers entier était une sorte de brouillard rougeoyant. Vous ne pouviez voir très loin dans aucune direction. Vous pourriez peut-être voir une UA ou quelques centaines d'UA avant que le plasma opaque ne bloque votre vue si vous vous trouviez dans les parages à ce moment-là, mais pratiquement partout où vous regardiez, vous ne voyiez que la chaleur de l'univers chaud.

Tout cela a changé à l'époque où l'univers avait 379 000 ans, pendant une période appelée recombinaison. L'univers s'est suffisamment étendu et est devenu suffisamment froid pour que la plupart des électrons libres rejoignent les noyaux atomiques et que le plasma devienne des atomes. En conséquence, l'univers est passé d'un brouillard rougeoyant à transparent pour la première fois. Cela ne s'est pas produit d'un seul coup, il s'agissait plutôt d'une transition vers la transparence, mais pour les besoins de cette question, nous pouvons penser que cela se produit à 379 000 ans.

Mais, parce que quand nous regardons dans n'importe quelle direction, plus les choses sont éloignées plus elles sont vieilles, donc au bord de cette transparence, il y aura toujours le rayonnement de fond cosmique, c'était vrai peu de temps après la recombinaison de 379 000 ans et cela a été vrai depuis. Ce qui a changé, c'est que l'expansion de l'univers continue d'étirer la longueur d'onde du CMB et elle continue de s'éloigner à mesure que nous avançons dans le temps.

Ce qu'une personne verrait réellement, lorsque l'Univers avait 380 000 ans, c'est le rayonnement de fond cosmique dans une sphère autour d'elle, à environ 1000 années-lumière et dans la lumière visible, car l'expansion ne l'aurait pas beaucoup affecté sur seulement 1000 ans . Le CMB est un peu comme une sphère de temps en plus d'une sphère de rayonnement de fond. C'est la chose la plus éloignée que nous puissions voir dans le spectre EM, environ 379 000 ans plus jeune que l'âge de l'univers.

La chose à garder à l'esprit à propos de cette sphère est que l'univers est beaucoup plus grand que ce que nous pouvons voir. La lueur était partout, mais la lueur que nous voyons à un moment donné est l'âge de l'univers moins 379 000 ans, c'est une sorte de bulle d'univers observable, au-delà de laquelle nous ne pouvons pas voir.

Les premières étoiles ne sont apparues qu'environ 180 millions d'années plus tard et les premières galaxies, encore 20 millions d'années plus tard, il s'est donc écoulé beaucoup de temps entre la recombinaison et les premières étoiles. Si une personne se trouvait environ 180 millions d'années après le big bang, elle pourrait observer la formation des premières étoiles, mais uniquement les étoiles qui leur étaient proches. Parce que regarder plus loin remonte dans le temps, donc les premières étoiles que tout le monde pourrait observer seraient dans leur voisinage, mais au fil du temps, nous avons vu des étoiles se former de plus en plus loin, mais jamais aussi loin que le CMB.

Mais ce que nous pouvons voir ne change pas ce que l'univers largement uniforme a fait. Des étoiles et des galaxies ont commencé à se former partout, à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de notre bord visible du CMB. Chaque étoile et chaque galaxie est plus jeune que le CMB, mais nous pouvons en déduire, même si nous ne les verrons jamais, qu'un grand nombre d'étoiles et de galaxies se sont formées à l'extérieur de notre bord visible de l'univers parce que l'univers est beaucoup plus grand que nous ne le pouvons. voir.

C'est une sorte d'aperçu étape par étape, peut-être plus verbeux qu'il ne devrait l'être. Faites-moi savoir si cela vous a été utile.


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