地球から見える最も古い光は何歳ですか？

光は非常に速くしか移動できないため、空に見えるすべての光は前の瞬間に放出されました。たとえば、超新星や他の素晴らしい恒星のイベントを見る場合、それを見るまでにもうすぐ遠いかもしれません。それで私はちょっと不思議に思いました。地球から見える最も古い光は何ですか？

宇宙はおそらく130億年前のものですが、おそらく私たちは既知の宇宙の端にいるわけではないので、私たちが見る光はすべて130億年前のものでしょう。それで、私たちが見ることができる最も古い光は何ですか？そして、オプションのフォローアップ質問として、その光の年齢をどのように知るのでしょうか？

光そのものは実際には文字通り「古い」ものではないかもしれませんが、ここで私が尋ねていることはおそらく明らかです、別の言い方をすれば、地球に到達するために放出された地球の可視光の最長距離は？質問のその再編は、レンズ効果に多少絡みますが。

宇宙で最も古い光は、宇宙マイクロ波背景です。ビッグバンの約38万年後、陽子と電子は水素原子に「再結合」しました¹。これ以前は、プラズマ充填空間の自由電子から光子が散乱し、宇宙は本質的に光を通しませんでした。しかし、再結合が発生すると、光子は電子から「分離」し、妨げられることなく空間を移動できました。この遺物の放射は、今日でも観測可能です。赤方偏移され、冷却されました。

非常に遠い物体からの光を検出できます。赤方偏移の観点から距離について話すほうが理にかなっています。赤方偏移が大きいほど、オブジェクトは遠くなります。非常に高い赤方偏移の物体がいくつかあり、そのいくつかは測定値が確認されており、他のものは確認されていません。候補者が含まれます

• MACS0647-JD（赤方偏移）、非常に遠い銀河。$z=10.7^{+0.6}_{-0.4}$
• UDFj-39546284（からへの赤方偏移）、別の銀河または原始銀河（距離は不確かであり、その正確な性質は議論されていますが）。$z=10$$z=12$
• GN-z11（赤方偏移）、非常に明るい遠方の銀河。$z=11.09^{+0.08}_{-0.12}$

しかし、これらの天体はすべて、ビッグバンから数億年後に形成されたはずなので、それらから見える光は、宇宙マイクロ波背景の光よりもはるかに「若い」です。

^{1このコンテクストでの使用法は、それらが結合したのは初めてだったので、決して好きではありませんでした。「再」は誤解を招くようなものです。}

私たちが見ることができる最も古い光は何ですか？

宇宙マイクロ波背景は、私たちが検出できる最も古い電磁放射であると考えられています。マイクロ波スペクトルなので、肉眼では見ることはできませんが、「電波望遠鏡」で拾います。広い意味で「光」と呼びます。

この背景放射に関する注目すべき側面の1つは、すべての方向でほぼ均一であることです。天文学者は、ソースが巨大な風船のような本当に大きなものになるには均一性が強すぎると推論します...しかし、実際にすべてがそうであるように遠く離れていればそうなります。

見た目と同じくらい大きい場合、一方の側が他方の側の影響を受けるには、宇宙の年齢の2倍かかります！代わりに、天文学者は、私たちが見ているものは非常に小さな物体であり、大きくなっていると信じています。そのため、各方向で同じように見えます。成長の一部は、空間のメトリック拡張と呼ばれ、通常の成長とは異なる意味を持ちます。

その光の年齢をどうやって知るのでしょうか？

宇宙背景光の年齢は間接的にしか決定できません。最初にビッグバンが発生したのはどれくらい前かを知ってから、次にビッグバンの過程で光がいつ放出されたかを把握することによって。

すべてが大きくなっているように見える速度とすべてが大きいように見える速度を比較することで、道路の速度と距離が与えられた場所に運転するのにかかる時間を推定するのと同じ方法で、ハッブル定数。これは、ビッグバンが発生した時間を計算するのに役立ちます。

また、宇宙マイクロ波背景などの古いものが時計の振り子のようにリズムで明るく暗くなる特定の「音波」（バリオン音響振動）があります。これらは、左右に移動するか、ビデオを監視するか（静止したもの）に測定できます。これらのリズムを測定し、それらをハッブル定数と比較することは、ビッグバンがどれくらい前に起こったかを計算するのにも役立ちます。

最後に、マイクロ波背景には物理的性質（温度や密度など）があるため、ビッグバンの膨張と冷却中に放射された時期を判断できます。 これらすべての計算を一緒に使用することで、宇宙マイクロ波背景光の年齢をどのように計算するかが決まります。

天文学者はので（「ラムダ-CDM」、または「ビッグバン宇宙論」、「LCDM」と呼ばれる）は、この組み合わせ計算は非常に良好であることを信じて、異なる数の大部分は、ラインを行います*。彼らは、Dark Energy Surveyと呼ばれる調査が終了した2018年に、より良い結果を報告できることを喜んで報告しました。それでも、LCDMには検証されない可能性のある特定の仮定が含まれており、説明できない矛盾がまだあるため、測定に適合する限り、別の種類の計算の方が良いかどうかはわかりません。

これが最も古い光であることをどのようにして知ることができますか？

宇宙マイクロ波背景の物理的性質を考え、そしてビッグバンの間にいつ光を放射したにちがいないかを考えるだけで、天文学者はそれを宇宙で最も古く、星や銀河よりも古い光だと特定しました。それ自体では何歳かはわかりません。実際、天文学者は、それが実際に望遠鏡上の単なる塵の層ではないことを常に確認しています！

宇宙マイクロ波背景はどのくらい離れていますか？

これは答えるのが本当に難しい質問です。ビッグバン宇宙論によると、宇宙マイクロ波背景は「どこか」ではなく、どこにでもありました。そして、ビッグバン以来の移動距離は、空間のメートル法の膨張のために、時間と光速度の積とは異なります。これは、すべてが動いている速度による相対論的な長さ収縮の結果です。

観測可能な宇宙は、それが存在すると仮定して、より大きな宇宙よりも若いですか？

ビッグバンから現在までの時間を計算すると、観測可能な宇宙を考慮しても、存在する可能性のあるより大きな宇宙を考慮しても、同じ結果が得られます。それが、「私たちの」宇宙の年齢が「その」宇宙の年齢と同じである理由です。

*ハッブル定数を決定するいくつかの異なる研究は、宇宙学者に一時停止を与えました（リンク1、リンク2）。ユニバースのどの部分を見るかに応じて、標準ユニットでは67に近いか、73に近い場合があります。

科学者たちは、ビッグバンからわずか4億年後、または約133億年前に存在していたGN-z11という名前の銀河（すでにHDE 226868で言及されている）を発見しました。

最も遠い銀河、まだ宇宙距離記録を打ち破る

先週、100億年前の星の発見が発表されました。

ハッブルがこれまでに見た中で最も遠い星を発見

ここでWikipediaの遠くの天体のリストが。

セマンティクスを使用して2つの質問を作成しました。

• 「地球から見える最も古い光は何歳ですか？」

ペラの答え@に：なぜ宇宙イベント地平線と宇宙の年齢の違いはありますか？-そのため、1億6000万光年以上離れた場所から、1億年以内に最も遠い光が届きます。

イベントの地平線までの距離が今日の16 Glyは、偶然の一致です。それは宇宙の時代とは何の関係もありません。ユニバースの将来の拡張にのみ依存し、ユニバースのコンポーネントの密度（Ωb、ΩDM、ΩΛなど）に依存します。宇宙が物質（または放射）に支配されている場合、イベントの水平線はありません。待つだけの忍耐があれば、これほど遠くに銀河は見えません。銀河は1億光年離れていますか？十分に長く待つだけです（実際の密度によって正確に異なります）。

しかし、私たちの宇宙はたまたま暗黒エネルギーに支配されており、境界のない膨張を加速しています。これは残念ながら、17 Gly離れた銀河から今日離れる光が、私たちに向かって進むよりも速く膨張によって運び去られることを意味します。対照的に、15 Gly離れた銀河から今日放出された光は、私たちの方向に進みますが、それでも最初は膨張のために私たちから遠ざかります。しかし、私たちへの旅は、この膨張率をますます小さくします（膨張率は私たちからの距離とともに増加するため）、そしてしばらくすると移動し、膨張を克服し、私たちからの距離を減らし始めます100 Gyrかそこらで最終的に私たちに届きます。

• 「私は、光自体が実際に文字通り『古い』ではないかもしれないと思いますが、その私がここに求めているものを、おそらく明白な、別の言い方を：今、放出された地球の可視光が移動したことを最も長い距離何？地球に到達するためにはしかし、その改革質問の一部は、レンズ効果に絡み合っていますか？」

はい、それは全く異なる質問です...

最古の論文の1つを参照してください：「拡大する混乱：宇宙の地平線の一般的な誤解と宇宙の超光速拡大」Davis and Lineweaver（2003）。

新しい作品：

「共有された因果的過去と宇宙論的イベントの未来」、フリードマン、カイザー、ガリッキオ（2013）。

「結論： ...観測可能な銀河、クラスター、およびクエーサーの空間密度は、インフレーション中に設定された相関を反映すると考えられていますが、特定の移動場所でのインフレーション時代のイベント-クエーサーホスト銀河が後に形成されたかどうかは未解決のままです-インフレ密度摂動が刷り込まれた数十億年後、それらの同じ移動する場所での最終的なクエーサー放出イベントのペア間に観測可能な相関信号を生成することができます。

最後に、すべての結論は、少なくともインフレーションの終わり以降、観測可能な宇宙の膨張履歴が正準一般相対性理論と単純に接続された非コンパクトなFLRWによって正確に記述されるという仮定に基づいていることに注意してくださいメトリック。これらの仮定は、最後の散乱の表面のサイズまでの基本的なドメインのコンパクトなトポロジの観測可能な信号が見つからなかった非自明なトポロジの最新の経験的検索と一致しています。

イチジク。1. 地球から見た空の反対側にイベントAとBが現れる場合（α= 180°）の移動距離、 R_0χ対Gyrの共形時間、を示す等角図。観測者は、現在の共形時間で地球に座っています。光は（AT Aから発せられる）及び（AT Bから）。両方の信号がで過去光円錐に沿って地球に到達する（）。放出イベントからの過去に向けられた（それぞれAとBの赤と青）は（）で交差し、（紫色の領域）で重なります。赤方偏移の場合$R_0χ$$R_0τ /c$$χ = 0$$τ = τ0$$χA, τA$$χB, τB$$0,_{τ0}$$χAB, τAB$$0 < τ < τAB$$z_A = 1$そして及び式で与えられるパラメータを使用してフラットΛCDMの宇宙。（11）、イベントは移動距離 Glyrおよび Glyrにあり、放射は共形時間 Gyrおよび Gyr。過去のは、イベントABで Glyr時間 Gyrでが、現在の時間は Gyrです。$z_B = 3$$R_{0χA} = 11.11$R 0 τ A / C = 35.09 R 0 τ B / C = 24.95 R 0 χ A B = 10.14 R 0 τ A B / C = 13.84 R 0 τ 0 / C = 46.20（τ）$R_{0χB} = 21.25$$R_{0τA}/c = 35.09$$R_{0τB}/c = 24.95$$R_{0χAB} = 10.14$$R_{0τAB}/c = 13.84$$R_{0τ0}/c = 46.20$。また、宇宙のイベントの地平線（黄色と灰色の領域を分離する線）と、イベントAおよびB（細い破線）および原点（0,0）（太い破線）からの未来向けライトコーンも示しています。私たちのようなΛCDM宇宙論では、現在の過去のライトコーンの外側の黄色の領域のイベントは、今日私たちからは空間的に分離されていますが、将来は観測可能になります。永遠に。追加のスケールは、固定された移動位置で休んでいる観測者によって測定されたスケール係数によって測定される赤方偏移（上の水平軸）と適切な時間によって測定される時間（右の垂直軸）を示します。$a(τ)$$t$

Bhattacharya、Bari、およびChakraborty（2017）による「バウンスする宇宙の因果的な地平線」も参照してください。

「結論：本研究は、宇宙の跳ね返りにおける因果関係の問題は、収縮期の宇宙のさまざまな段階の理解に本質的に関連していることを示している。収縮期の理解は、現時点では、現在の著者は、宇宙モデルの跳ね返りにおける因果関係の問題は解決にはほど遠いものの、より有意義な結果を生み出すために将来回避しなければならない定性的および定量的困難を示していると考えています。 。 "。

簡単な答え：469億光年です。別のウィキペディアのページには、「46.6B光年」と書かれています。上記の専門家は46.2を計算します。

この2018年4月2日のCNNの記事によると、

科学者は、宇宙で初めての光の「指紋」を検出します」

ビッグバンに続いて、物理学者は宇宙に暗闇が約1億8,000万年、科学者によって宇宙の「暗黒時代」として知られている期間しかなかったと信じています。

ですから、あなたの答えは、ビッグバン+ 1億8,000万年が私たちが見ることができる最も古い光であると思うかもしれません。