El CMB es la primera luz del universo. Por lo tanto, se sienta ‘delante’ de toda otra luz. Usando la misma lógica, ¿por qué no se observa que las galaxias más antiguas se sientan frente a las más jóvenes?

Parece como si pudieras haberlo hecho al revés … Si el CMB es “el resplandor del Big Bang” (¡un gran si!) Estaría detrás de todo lo demás, literalmente el “fin del Universo”, como nada podría ser visto, excepto tal vez un Fondo de neutrinos cósmicos , anterior a los 378 000 años estimados entre la liberación de radiación de BB y CMB (la “superficie de la última dispersión”, la “primera luz que circula libremente”). Aquí hay una vista de los artistas del asunto:

“Concepción a escala logarítmica del artista del universo observable con el Sistema Solar en el centro, planetas internos y externos, Cinturón de Kuiper, Nube de Oort, Alfa Centauri, Brazo de Perseo, Galaxia de la Vía Láctea, Galaxia de Andrómeda, Galaxias cercanas, Red cósmica, Red cósmica, Radiación de microondas cósmica y el plasma invisible de Big Bang en el borde. ” (Imagen (texto agregado por mí) y título de Wikimedia Commons , usuario Unmismoobjetivo ).

¿Puedes ver el problema con esta imagen?

No sé lo que quieres decir con se sienta delante. Pero sí hay una aparente paradoja.

Cuando la luz emitida es el CMB, la fuente de emisión estaba a solo unos 20 millones de años luz de donde se formó nuestra galaxia. Sin embargo, podemos ver los objetos en nuestros telescopios mucho más allá de 20 millones de años luz de distancia en el momento en que se emitió la luz.

Paradoja: Parece que, de alguna manera, la luz CMB se debe haber estado moviendo mucho más lentamente para alcanzarnos al mismo tiempo que los objetos mucho más distantes.

Resolución:

La luz siempre viaja a la velocidad de la luz, pero el espacio se expande. Si bien la luz CMB solo nos hubiera llevado 20 millones de años llegar a nosotros si el espacio no se expandiera, en lugar de eso, a 13.4 mil millones de años. En el camino, esa luz pasó por muchos objetos que estaban más alejados de nosotros que a 20 millones de años luz cuando el CMB pasó.

Por ejemplo, considere una galaxia que el CMB aprobó hace unos mil millones de años. El CMB surgió de detrás de esa galaxia y se unió a la luz en su viaje a la Tierra. En mil millones de años, esa distancia solo ha cambiado en un 7%. Entonces, después de viajar 12.4 mil millones de años en línea recta hacia nosotros, el CMB estaba aún mucho más lejos de nosotros que cuando partía originalmente en el viaje a la Tierra.

Si tuviéramos que reflejar el CMB de nuevo en su origen, estaría a 46 mil millones de años luz de distancia, pero nunca alcanzaría galaxias que ahora están a poco más de 14 mil millones de años luz de distancia, porque el espacio continuará expandiéndose demasiado rápido para Completa el viaje para completar en un tiempo finito.

La aparente paradoja es solo porque naturalmente queremos usar el tiempo de viaje de la luz como una medida de distancia. Pero en un universo en expansión, no podemos hacer eso directamente. En cambio, la distancia depende de cuánto espacio se expanda a lo largo del viaje. Así que definitivamente podemos decir que cualquier punto en el espacio que tardó más tiempo en llegar a la luz por una línea recta está más lejos que un punto del espacio donde la luz viajó el tiempo para llegar a nosotros en una línea recta. Sin embargo, no podemos decir cuál estaba más cerca de nosotros en el momento en que se emitió la luz, ya que el universo ha estado creciendo constantemente.

La luz que llega hoy y que ha estado viajando durante mil millones de años vino de un lugar en el universo que actualmente se encuentra a unos mil millones de años luz. La luz que llega hoy, que ha estado viajando por 13.4 mil millones de años, vino de un lugar en el universo que actualmente se encuentra a unos 46 mil millones de años luz. Esa parte tiene sentido. La parte confusa es que solo 13.4 mil millones de años, la luz iniciada a 20 millones de años luz en realidad inicialmente se estaba alejando de nosotros más rápido que la velocidad de la luz por la expansión del universo. Aún más extraña la galaxia que se formó donde se emitió esa luz sigue alejándose de nosotros más rápido que la velocidad de la luz, pero de alguna manera la luz todavía nos alcanzó.

Las cosas no aparecen más cerca porque la luz llega primero; solo vemos las cosas que emiten luz que nos llegan en este momento. Eso significa que las cosas que están lejos, donde la luz ha viajado durante mucho tiempo para llegar a nosotros, aparecen como estaban en el momento en que se emitió la luz. Para galaxias lejanas, eso puede ser millones de años. Para el Fondo de Microondas Cósmico, estamos recibiendo fotones emitidos desde una cubierta esférica con un radio de más de [matemáticas] 46 [/ matemáticas] mil millones de años luz, lo cual, después de tener en cuenta la expansión cósmica (¿Qué es la expansión cósmica?), Significa que vea esta cáscara como apareció hace más de [math] 14 [/ math] billones de años, mucho más antigua que las galaxias más antiguas, y solo 300,000 años después del big bang.

El CMB no se “sienta delante” de otras cosas. La fuente de la luz (la “superficie de la última dispersión”) está detrás de todas las galaxias que podemos ver. Cuanto más vieja es la luz, más lejos está ahora de su fuente; Entonces, si estás hablando de la luz que se está observando en la Tierra en este momento , la luz más antigua proviene de fuentes que están más lejos de nosotros. El CMB efectivamente “ilumina” casi todo nuestro Universo observable.

Los diversos objetos intermedios tienen un efecto en el CMB, por cierto. Algunos de ellos son simplemente fuentes molestas de “ruido”, pero otros pueden ser muy útiles, como el efecto Sachs-Wolfe (que nos permite mapear grandes vacíos), el efecto Sunyaev-Zel’dovich (que nos permite mapear cosas como cúmulos de galaxias). ), y la dispersión de Thomson, que produce señales de polarización que nos proporcionan información sobre el estado de ionización del Universo a lo largo del tiempo.

El CMB está detrás de las galaxias. Ves el CMB porque así era el universo hace 13 mil millones de años. Las galaxias son más jóvenes, así que están frente al CMB. También ves galaxias más jóvenes frente a galaxias más antiguas.

El problema es que las galaxias son angulosas y bastante pequeñas, por lo que las probabilidades de detectar una galaxia joven frente a una galaxia más antigua son pequeñas, pero sucede.

CM B (R) significa radiación de fondo de microondas cósmica. No está “delante” de otros objetos.
Es solo una forma de radiación entrante de longitud de onda específica y está bloqueada por objetos que no son transparentes para la radiación de microondas.

Su razonamiento acerca de lo que se vería frente a lo que, no es correcto, no hay paradoja.

Imagine un fotón de una antigua galaxia en un viaje de 10 mil millones de años luz a nuestros telescopios.
Imagine una galaxia formada hace 2 mil millones de años entre la galaxia antigua y nuestro telescopio a una distancia de mil millones de años luz de nosotros.
Sus nubes de gas bloquearán la luz después de que haya viajado durante 9 mil millones de años y vemos a la joven galaxia no a la antigua.

De acuerdo con la respuesta de Brent, y agregaré que en su imagen que muestra dos galaxias no hay suficiente información para decir cuál es más antigua. Sin información sobre los desplazamientos al rojo (distancias) de las dos galaxias, una buena suposición de primer orden es que tienen tamaños intrínsecos similares y, por lo tanto, el que parece ser más pequeño está más lejos y, por lo tanto, su luz fue * emitida * anteriormente que la luz de la galaxia que subtiende un ángulo más grande. Pero a menos que usemos datos adicionales para mostrar que su luz se emitió antes de que la galaxia más cercana pudiera haberse formado, no podemos decir que sea más antigua.

¿Por qué crees que se encuentra “en frente”? Lo contrario es verdad. Está detrás de todo lo demás. Solo se ve donde la luz más joven no se ha introducido en ella y la ha inundado. Las personas en las filas de atrás son las menos audibles, no las más.