Divulgación Por qué vemos el fondo de microondas?

[eugeniojuan]

Charlando con mi padre sobre cómo podría explicar la distribución del mapa de temperaturas de la radiación de fondo la curvatura del universo nos surge la siguiente duda: ¿Por qué vemos los fotones de la radiación de fondo?

Se supone que esos fotones se liberaron en el momento de la recombinación. Así que se estarían alejando de la "materia" (aún no lo era) que quedaría. ¡Se alejarían de nosotros!

Mi padre comenta que la liberación de los fotones se hizo hacia todos lados, que tengo que verlo como una esfera en cuyo centro estaríamos nosotros y por eso nos llegan los fotones...

Parece plausible pero ¿qué tamaño tendría que tener esa esfera para estar aún observándolos? No sé, no lo veo claro.
¿Alguien puede iluminarme, por favor?

Muchas gracias.

[Alriga]

Re: Por qué vemos el fondo de microondas?

Hola eugeniojuan bienvenido a La web de Física, como miembro reciente, lee Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva

El CMB se generó en forma de fotones de cuerpo negro a 3000 K en la Recombinación prácticamente en todos los puntos del Universo a la vez, (no en ninguna "esfera"), y sucedió cuando el Universo tenía solo 370.000 años y se estaba expandiendo con una rapidez tremenda. En todos los puntos del Universo se generaron fotones, que empezaron a viajar en todas direcciones.

Los fotones que se generaron cerca ya llegaron a la posición de la Tierra hace tiempo y pasaron de largo. Los fotones de la recombinación que recibimos justo ahora son los que se generaron en una superficie esférica centrada en nosotros que en el instante de la recombinación tenía 41.5 millones de años luz. Han tardado en llegar casi 13800 millones de años porque nos han estado persiguiendo sin podernos alcanzar hasta ahora, debido a la rápida expansión del universo. Y la expansión ha provocado que su longitud de onda se alargue y hora los veamos como fotones de cuerpo negro de 2.73 K en vez de 3000 K.

Repito que los fotones que se generaron más cerca de esos 41.5 Mal, ya fueron llegando a la posición de la Tierra paulatinamente y pasaron de largo. Y los que se generaron más lejos de 41.6 Mal, llegarán en el futuro. Continuamente nos están llegando fotones generados en la recombinación, cada vez de más lejos y con su longitud de onda más alargada.

Los puntos de la superficie esférica centrada en nosotros que en el momento de la recombinación estaban a 41.5 millones de años luz de nosotros, debido a la expansión del Universo ahora están en una superficie esférica de 45 mil millones de años luz de radio centrada en nosotros.

Te aconsejo que repases este hilo: Dudas entre Universo Observable y Universo Global en donde encontrarás varios posts que te aconsejo leer.

Y si sigues teniendo dudas, vuelve a preguntar.

saludos.

[eugeniojuan]

Re: Por qué vemos el fondo de microondas?

Una explicación muy clara. Muchas gracias por ella. Leeré así mismo el hilo que me recomiendas: Dudas entre Universo Observable y Universo Global. La verdad es que tengo mucho por leer en este foro...

Pd.- Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva es de lo primero que leí... ¿Me lo recomiendas por algo en particular? ¿Hay algo que deba mejorar en cómo planteo las cuestiones?

[Jaime Rudas]

Re: Por qué vemos el fondo de microondas?

Quizás la siguiente analogía te ayude a visualizarlo: supón que en un campo muy muy grande trazamos una cuadrícula de, por ejemplo, un metro de lado cada cuadrado y, en cada vértice, ponemos un reloj que emite un bip exactamente a las doce del día. De esta forma, teniendo en cuenta que la velocidad del sonido es de cerca de 350 m/s, no importa en que lugar del campo te encuentres, a las doce en punto oirás el bip del reloj que está más cerca de ti, a las doce y un segundo, oirás los bips de los relojes que se encuentran a 350 metros de ti, a las doce y dos segundos, oirás los bips de los relojes que se encuentran a 700 metros y así sucesivamente. Así las cosas, aunque todos los bips fueron emitidos al mismo tiempo, seguirás oyendo bips durante un buen lapso después de las doce.

[Alriga]

Re: Por qué vemos el fondo de microondas?

... Pd.- Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva es de lo primero que leí... ¿Me lo recomiendas por algo en particular? ¿Hay algo que deba mejorar en cómo planteo las cuestiones?

No, no, es algo que suelo recomendar sistemáticamente la primera vez que contesto un hilo de un miembro reciente.
Saludos.

[eugeniojuan]

Re: Por qué vemos el fondo de microondas?

Ya lo había entendido pero gracias Jaime Rudas por el esfuerzo clarificatorio, podía haberlo entendido mal y tu analogía despeja aún más las dudas pues; hay algo peor que no saber algo: creer que lo sabes y no ser así. El que no sabe algo busca la respuesta; el que cree que lo sabe, no. Así que muy bien por el esfuerzo de volver a contestar desde otro ángulo reforzando lo explicado por el compañero.