宇宙背景放射と黒体放射

質問

宇宙背景放射は、黒体放射の分布と一致（波長約０．３ｃｍ）する、
他方、１０００億年後には波長が数百メートル、ビッグクランチが起きる場合にはその数百万年前の宇宙背景放射は赤色領域になっているとは、どういうことでしょうか？
また、宇宙背景放射の強度は徐々に弱くなるということや、
ビッグバンの火の玉の化石であるとの考え方も理解できません。
ご存知の方、よろしくお願いします。

回答No.1

dephands

いろいろな相互作用が切れた現在の宇宙では、特定のエネルギーの光子が生成することはないので、はじめ黒体輻射の分布と一致していたものは、エネルギー分布が乱されることがありません。
しかし、宇宙膨張で光子の波長が大きくなるので、膨張にしたがってそれだけ低エネルギー側にずれた分布になります。(ドップラー効果とかよく説明されていますがね、、、)

分布が乱されないって言うのがミソで、宇宙背景放射を観測することで、光子のエネルギーを乱すような反応が切れた瞬間の分布がそのまま観測できることになります。(その後は光子は、現在と同様に他の物質とほとんど相互作用しませんからね)
よって、大昔(137億年前)のことを知ることができて、ある意味化石といえるかもしれません。

反応が切れた瞬間というのは、だいたい可視光くらいのエネルギーで陽子と電子と光子が相互作用していたわけです。ビッククランチに向かうときは歴史を逆にたどっていくことになるので、その反応が起こりそうな温度に近づいてくると、光子はだんだん赤色光の領域に近づくかと思われます。

#手元にその手のテキストがないのでうろ覚えのところがあるかもしれません。あしからず。