这是离我们最古老，最遥远的光。但是它到底在哪里？

有人说我们让光简单地发光，然后我们就不必告诉所有人。灯塔不会发射大炮来吸引人们注意它们的光线，它们只是发光。
- 德怀特·穆迪

如果您观察宇宙的遥远部分，您将回顾过去，因为光速是有限的，尽管速度非常快。因此，在我们的设备感知到的最开始的光线下，看着可见光的最远物体，我们必须有所成就。就我们的宇宙而言，据我们所知，这将是宇宙大爆炸的余辉：宇宙微波背景辐射。大家都发送了很多问题，这周我决定回答David English的问题：

我们以地球仪的形式看到了KMFI的流行形象。它围绕着我们。据我了解，KMFI是宇宙的最早形象。由于我们观察遥远的物体时回首过去，因此从逻辑上讲，KMFI应该是最远的。这意味着KMFI处于宇宙的尽头，但事实并非如此。据我们所知，空间是无限的，而我们看不到它的边缘。那么，如果不是在宇宙的尽头，KMFI在哪里？

让我们从大爆炸开始，然后进入KMFI。

当炽热的大爆炸开始时-在持续了不确定的一段时间的宇宙膨胀之后-宇宙具有以下特性：
•很大。最有可能（比我们正在审查的部分）更多（至少数百次）。
•非常均匀-具有相同的能量密度-平均为10,000分之一
。能量至少是大型强子对撞机可达到的最高能量的10,000,000倍。
•她也很稠密。辐射，物质和反物质的密度是铀核的密度的万亿倍。
•但它却迅速膨胀并同时冷却。

这是我们开始的地方。这是我们过去的138亿年前。

但是随着膨胀和冷却，在我们的太空历史中以及同时发生的每件事中，发生了许多惊人的事情。当宇宙冷却到其自发出现所必需的温度阈值以下时，不稳定的物质/反物质对就会消失。结果，我们只剩下少量的物质，这在某种程度上比反物质占上风。

随着温度降低，质子与中子之间开始发生核聚变，从而导致出现更重的元素。尽管花费了很多时间-从3-4分钟（这是整个宇宙的一生）-形成了氘，但所有核反应的第一步（氘是一个质子和一个中子），从那时起，我们得到了很多氦氢，少量锂。

宇宙的最初元素是在中子，光子和电离电子的海洋中形成的。

从光合成重元素所需的能量约为几兆电子伏特，但如果您需要形成中性原子，则必须将能量降至几电子伏特-大约一百万倍。

为了观察正在发生的事情，中性原子的形成非常重要。因为不管可用的光量如何，如果它受到周围漂浮的巨大密集电子束的干扰，则这些光将根据称为汤姆森散射的过程（对于高能，是康普顿）被它们散射。

而且，当您具有足够高的自由电子密度时，几乎所有这些光，几乎与能量无关，都将被反射和散射，交换能量并破坏碰撞中的任何信息（或者随机化）。直到出现中性原子捕获电子，使光子可以自由行进，才能“看不见”任何东西（至少没有借助光）。

事实证明，对于这个宇宙，有必要冷却到3000 K的温度。光子比电子多得多（约十亿次），因此您需要达到这样的“超低”温度，以使光子的最高能量-具有电离能的光子氢-降至临界能量以下。到那时，宇宙已经到达380,000年，而这一过程本身持续了大约100,000年。

这是同时发生的，逐渐发生在每个地方，在此过程的最后，宇宙的所有光最终都有机会以光速向各个方向飞出。 KMPI是在宇宙存在380,000年时发出的，在发出时，它不是“微波”光：它是红外的，有些高温如此之高，以至于人眼可以看到，如果有人在看的话在他身上。

我们有足够的证据表明，过去KMFI的温度较高；在日益强大的红移领域中，这正是我们正在观察的。

外推到今天我们所看到的过去-以2.725 K的背景发射，z = 1089的偏移，表明在KMFI发射时，它的温度为2940K。KMFI不是宇宙的边缘，而是宇宙的边缘。我们所看到的。

当我们查看KMFI时，我们还会发现其中的波动：密度增加的区域（更“蓝色”或较冷）而较低的区域（更“红色”或较热），表示与理想均匀性的偏差很小。

这样做有两个原因：
1.这些波动是由通货膨胀预测的，并且预测了它们的规模独立性。那是在1980年代；卫星在90年代（COBE），00年代（WMAP）和10年代（普朗克）对这些波动的观测和确认，证实了通货膨胀理论。
2.密度高于或低于平均值的区域出现这些波动是大型结构（恒星，星系，群，星团和线）的出现所必需的，这些结构被巨大的空间空隙隔开。

没有这些波动，我们就不会有这样的宇宙。

尽管如此，尽管KMFI发出的光是从宇宙存在38万年的那一刻开始的，但我们在地球上观察到的光却一直在变化。您会看到，宇宙大约有138亿年的历史，尽管恐龙-如果他们制造了微波射电望远镜-可以自己观测KMPI，那将有所不同。

因为几亿年前的宇宙还更年轻，所以温度可能会高出几毫开尔文。但是，更重要的是，波动的景象与今天截然不同。没有统计数据：热区或冷区的总大小或频谱将与今天大致相同（在宇宙变化的范围内）。但是，今天炎热或寒冷的事实几乎不会与一二十万年前，甚至一亿年前的炎热或寒冷的事实联系在一起。

当我们看宇宙时，KMFI无处不在，各个方向都有。它存在于所有观察者的所有点，并且从被视为“最后散射的表面”的源不断向任何方向辐射。如果我们等待足够长的时间，我们不仅会看到婴儿时期的宇宙照片，还会看到一部完整的电影，这将使我们能够随着时间的推移在三维上编制或多或少的密集区域的地图！从理论上讲，我们可以将其推论到未来，因为当光子密度从411每立方厘米下降到数十，甚至达到今天的百万分之一时，微波辐射就会进入无线电频谱。直到我们可以制造足够大且灵敏的望远镜来检测它，辐射才不会传播。

因此，KMFI并不是宇宙的尽头，而是我们所看到的边界，无论是距离（爬升的距离）还是时间（我们看到的过去的距离）。从理论上讲，希望我们能走得更远。

尽管光的寿命被限制在38万年，但是自宇宙旋转一到三秒以来，在大爆炸期间产生的中微子和反中微子却自由地行进，几乎不受限制！如果我们可以建立一个足够灵敏的探测器来测量和绘制宇宙中微子本底（CNF），我们可以往后看得更远：距离火爆大爆炸的起点越来越近。这些能量很小-几百微eV-但必须存在。他们只是在等待我们找出如何找到他们。

因此，大卫，我们看不到宇宙的边缘，甚至看不到最远的东西。考虑到我们技术和知识的局限性，这只是我们今天所能看到的最遥远的事情。她不断地离开。随着宇宙的老化，我们对过去的了解越来越深。正如马修·麦康纳（Matthew McConaughey）曾经说过的那样：“我正在变老，而且他们年龄相同。”

宇宙也是如此：我们正在衰老，但KMFI仍处于同一年龄。

感谢您提出了一个很好的问题，希望您喜欢我们。向我发送您对以下文章的问题和建议。

问伊桑88号：宇宙微波背景辐射在哪里？

这是离我们最古老，最遥远的光。但是它到底在哪里？

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