W odpowiedzi z 4 lutego 2019 r. na pytanie „Czy Wszechświat stygnie?” padło stwierdzenie, że „…Maleje więc też temperatura tego promieniowania [reliktowego], którą często nazywamy 'temperaturą Wszechświata'. Dlatego mówimy często, że Wszechświat stygnie”. Otóż znany jest z historii fizyki tzw. paradoks Olbersa zwany też paradoksem ciemnego nocnego nieba. W szczególności interesuje mnie odpowiedź na pytanie, czy był w historii Wszechświata taki moment, w którym promieniowanie reliktowe miało temperaturę światła widzialnego (przyjmijmy, że maksimum energii przypada na 6000K) i jednocześnie Wszechświat był wówczas przezroczysty, tak by Heinrich Olbers mógł cieszyć się swoimi białymi nocami? Jak dawno to było? W ogólności, czy wiemy coś więcej o historii promieniowania reliktowego poza stwierdzeniem, że stygnie i ma małe fluktuacje rzędu 0,001%?
Czy kiedyś promieniowanie reliktowe we Wszechświecie miało temperaturę światła widzialnego?
Pytanie
Odpowiedź
Odpowiedź na to pytanie można znaleźć tutaj w podrozdziale 4.10 dotyczącym rekombinacji, czyli połączenia się protonów i elektronów w atomy wodoru, a także cząstek alfa i elektronów w atomy helu. Wtedy właśnie Wszechświat stał się przezroczysty, a jego temperatura mieściła się w zakresie między 3000K a 4000K. Temperatura 4000K odpowiada żółtopomarańczowej barwie światła. Rekombinacja nastąpiła około 350 tys. lat po Wielkim Wybuchu, a sam Wielki Wybuch miał miejsce około 13.8 mld. lat temu. W ogólności wiemy bardzo dużo o historii Wszechświata, w tym promieniowania reliktowego – patrz np. tutaj. Eksperymentalnie znamy natężenie tego promieniowania, widmo energii odpowiadające ciału doskonale czarnemu o temperaturze około 2.7K, a także szczegółową strukturę odstępstw od izotropowości na poziomie 0,001%, która niesie w sobie bardzo dużo informacji. Znamy też prawa fizyki rządzące materią, i znając aktualny stan Wszechświata potrafimy obliczyć przeszłe i przyszłe wartości opisujących go parametrów. Stąd mamy wiedzę o czasach, kiedy nie było ani nas, ani gwiazd, ani galaktyk.