作者a29788685 (神奇宝贝大师)
看板Physics
标题Re: [闲聊] 宇宙微波背景辐射会变动甚至消失吗？
时间Tue May 21 12:29:33 2019
姑且回一下，详细的还是请你去看一些文献，
google一下 pdg 或 Daniel Baumann的lecture note大概就够了。
我提供一下我的理解，并用比较生活化的语言。
早期宇宙就像是一碗汤，所有在这碗汤里面的粒子就像是泡泡面的粉包，
当这些粉包与汤的其他部分的交互作用效率 比 宇宙膨胀速度低的时候，
那这些粉包就没办法融化在汤中，就会被释出(decouple)。
也就是他与汤的其他部分脱离了，在"大尺度"观察下，他没有办法再融入到汤里面。
大尺度你可以理解成：你看整碗汤，还有些粉沉淀在汤底，溶解不了。
但小尺度结构，例如你用汤匙随便勺一口汤，你会看到那些粉还可以融在水里。
大尺度→整个宇宙; 小尺度→星系 银河 等等。
我必须要强调，这个汤与粉的形容，只能会意、不能精确！
(事实上也满不精确的，不过就初步的了解应该是够了)
回到CMB，光也会decouple，所以光也会从汤里面稀出，
当光从宇宙中稀出的时候，并不代表光不会与宇宙中其他物质产生交互作用，
而是光在大尺度观点而言，他不会与其他物质有交互作用，
但小尺度下，他在你勺的每口汤(银河)中还存在着交互作用。
宇宙中的光子包含了大尺度和小尺度，
在大尺度下(k~0.001h/Mpc)，也就是你说的光，对这些大尺度的贡献只有redshift能让
这碗汤(宇宙/光子)冷却。
但在小尺度范围，宇宙中的光子的确会因为接下来与其他物质的散射而改变，
而这些小尺度在CMB的spectrum中, 尺度就对应到galaxies k~0.1 h/Mpc.
回到你说的。 我们其实早就在汤中，没有离你很远的CMB或离你很近的CMB，
他不是我们站在某处，等着远远的光射过来。所以没有发射源的问题。
另外光子数不是一个守恒量，所以他在讨论上没有甚麽太好的作用。
※ 引述《crazyjonas ()》之铭言：
: ※ 引述《crazyjonas ()》之铭言：
: : 大爆炸後约380000年，当宇宙温度降到约3000K
: : 光子不再散射，而能传播至远处，并让今日的人们侦测到的辐射
: : 就是宇宙微波背景辐射(CMB)
: : 问题是，那些CMB的光子一直抵达地球，有没有消耗完的一天呢？
: : 随着宇宙膨胀，退行速率到达光速的天球面应该是一直在改变的
: : 所以CMB除了会继续红移外，其分布应该不是固定不变的吧？
: : 且那些光子数应该是有限的吧？当光子用完时，会观察到怎样的情形呢？
: : 感谢！
: 不好意思把旧文章推上来，因为刚好想到一点新想法
: 上一篇的讨论最後结论是 CMB 会随时间缓慢改变，因为现在的宇宙是由早期演化而来的
: 既然有所演化，则CMB的分布应该也是会随时间演化的
: 而最近想到，CMB的消失应该是
: 直到最後的发射源所发出的光，因宇宙膨胀而波长长到无法观测为止
: 当最远的部分无法测到之後，近一点的还可以观测到
: 但随时间推移，近一点的部分，波长也会越来越长，讯号越来越弱
: 所以应该不会突然消失，但侦测到的是距离我们越来越近的部分
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1F：→ wohtp: 我觉得你漏讲一个很重要的前提：宇宙几乎什麽都没有，星云 05/21 13:25
2F：→ wohtp: 星系之类的基本上可以忽略不计 05/21 13:26
3F：→ wohtp: 所以只剩下红移可以对CMB造成影响 05/21 13:27
4F：→ wohtp: 其实这也是你讲的交互作用速率啦。但是讲速率好抽象 XD 05/21 13:32
顺带一提，
事实上星系等等给的能量密度比光子的能量密度高了约10^4，
在CMB的大尺度下，他两彼此可以视为不相干，也是文中提的，都decouple了。
CMB还是有一些spectrum在 SDSS galaxies (k~0.1h/Mpc) 附近，
所以在decouple之前，galaxies scale的structure对CMB还是有影响。
Btw, 交互作用速率(interaction rate),感谢提醒。
※ 编辑: a29788685 (138.229.134.76), 05/21/2019 14:35:29