如何理解可見宇宙的臨界最後散射面?

時間 2021-06-07 00:34:39

1樓:林獺

所謂「臨界最後散射面」其實就是以觀察者為中心的可觀測宇宙半徑。之所以說它是宇宙從不透明變透明的界限,是因為在 138 億年前的宇宙初期,物質緻密,光子連續撞擊電子,無法前進;所以我們無法觀測再之前的宇宙面貌,那時的宇宙對於今天的我們來說是「不透明」的。直到 138 億年前,宇宙才膨脹得物質不那麼緻密,光子能夠通過,到達今天的宇宙各處,所以那之後的宇宙之於我們變得「透明」,可以被哈勃望遠鏡觀測到。

簡而言之,宇宙臨界最後散射面以外的地方,是宇宙黑暗時代的殘餘;散射面以內的可觀測宇宙,是黑暗時代後、光子能自由前行的宇宙的殘餘。後者是以觀測者為中心的,現半徑為 460 億光年的球形空間。

描述裡的另兩個問題:

1. 可觀測宇宙時時不同,(不考慮宇宙膨脹即「同移距離」)今天的可觀測宇宙半徑是 138 億光年,穿越回一億年前的可觀測宇宙自然是 137 億光年。

2. 考慮宇宙膨脹的話(即「固有距離」),一億年前的可觀測宇宙半徑自然小於今天的固有距離。具體小多少,還要結合宇宙膨脹的速度。

我不了解具體公式,反正小於今天的 460 億光年。(需知道根據哈勃定律,宇宙中足夠遠的區域的膨脹速度大於光速。這裡引申出另乙個事實:

乙個當下發生的、距離我們不超過 160 億光年的事件發出的訊號,未來終將到達我們。但是如果該事件此時在 160 億光年以外發生,我們永遠也接收不到訊號。)

最後吐槽下《極簡宇宙史》這本暢銷書。可能是考慮受眾,此書對簡單的物理常識花費篇幅過大,對讀者的「奇幻旅程」著墨過多,而對現代物理學和宇宙學的一些理論缺乏深入,很多都是一筆帶過。我還是推薦第一推動的《宇宙傳記》,更加專業且可讀性也不低。

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