在宇宙誕生後的第一批基本粒子產生時,光子就出現了,但是在宇宙大爆炸的早期,這些光子跑出不遠就會被另外一些自由的基本粒子如自由電子所吸收,因此那時的光都無法存留太長時間。
直到宇宙誕生後約38萬年後,宇宙隨著膨脹溫度下降到約3000K左右,
自由電子開始被原子核俘獲成為中性原子,宇宙一下子變得透明起來,此時被輻射出的光子將在空曠的宇宙空間中自由傳播,這就是我們今天所探測到的宇宙微波背景輻射。
這些光子從138億年前宇宙大爆炸後38萬年傳播至今,已經跑了138億年了,但它們依然在傳播,這些為什麼呢?很簡單的一個原因就是他們沒有遇上能吸收它們的物質,一旦它們碰上宇宙空間裡能吸收其對應波長的物質,這些光子就會吸收而停止傳播,又或者轉變為更低能量(頻率)的光子。比如產生上圖中的那些光子就是被人類的射電望遠鏡捕獲的,它們的歷時138億年的旅程就隨著被捕獲而終結了……
這些被捕獲的光子經歷宇宙138億年的膨脹,波長已經從約1微米波長的可見光附近被拉長到數釐米波長的不可見的微波波段,波長增加了4個數量級以上!
想當年背景輻射可是肉眼可見的,但它們雖然因空間膨脹而導致能量下降頻率變低波長變長,但是它們卻從未停止腳步,它們以不變的光速在宇宙裡跋涉了138億年,直到有一天被宇宙裡的可見物質吸收為止,如果沒被吸收,它們將繼續傳播直到宇宙的終結……
也許有一天隨著宇宙的膨脹,宇宙中傳播的光子波長拉大到無法被任何物質吸收,這樣沒有任何設備能夠發現它們,結局就會如上圖中右邊一般漆黑……想想都覺得絕望……
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