地球上可见的最古老的光有几岁？

因为光只能如此之快地传播，所以我们在天空中看到的所有光都是在前一时刻发射的。因此，例如，如果我们看到超新星或其他伟大的恒星事件，那么到我们看到时，它可能已经过去了。那让我有点好奇，我们从地球上能看到的最古老的光是什么？

宇宙大概有13+十亿年的历史，但是我们可能不在已知宇宙的边缘，所以我们看到的所有光都可能不到130亿年。那么，我们能看到的最古老的光是什么？作为一个可选的后续问题，我们如何知道那盏灯的年龄？

我想这盏灯实际上可能并不是真的“旧”，但是我在这里要问的可能很明显，换句话说：现在地球发出的可见光到达地球的最长距离是多少？尽管这个问题的改革有点像镜头效应。

宇宙中最古老的光是宇宙微波背景。大爆炸之后大约380,000年，质子和电子将¹ 重组为氢原子。在此之前，任何光子都会从等离子体填充空间中的自由电子中散射出来，而宇宙基本上对光是不透明的。然而，一旦发生重组，光子便能够与电子“解耦”并不受阻碍地穿过空间。今天仍然可以观察到这种文物辐射。它已重新移动并冷却。

我们可以检测到非常远的物体发出的光。用红移来谈论距离更有意义; 红移越大，物体越远。有许多极高的红移对象，其中一些已确认其测量，而另一些尚未确认。候选人包括

• MACS0647-JD（redshift），一个非常遥远的星系。$z=10.7^{+0.6}_{-0.4}$
• UDFj-39546284（从到红移），另一个星系或原星系（尽管其距离不确定，并且其确切性质有争议）。$z=10$$z=12$
• GN-z11（红移），这是一个非常发光的遥远星系。$z=11.09^{+0.08}_{-0.12}$

但是，所有这些天体在大爆炸之后都已经形成了数亿年，因此，我们从它们那里看到的光线比宇宙微波背景的光线“年轻”得多。

^{1我从来没有喜欢过这种情况下的用法，因为这是他们第一次结合使用。“重新”有点误导。}

我们能看到的最古老的光是什么？

我们认为宇宙微波背景是最古老的电磁辐射。它在微波频谱中，因此无法用肉眼看到，而是由“射电望远镜”拾取。我们广义上将其称为“光”。

关于该背景辐射的一个显着方面是其在所有方向上的接近均匀性。天文学家认为，均匀性太强，以至于源头无法像一个巨大的气球那样变成一件真正的大事……但是，如果实际上它们之间的距离实际上是如此之远，情况就是如此。

如果它真的像它看起来的那么大，那么一侧要受到另一侧的影响，则需要花费两倍于宇宙的年龄！取而代之的是，天文学家认为我们看到的是一个很小的身体，它已经变得更大了。这就是为什么在每个方向上看起来都一样的原因。一些增长称为空间的度量扩展，其含义与普通增长不同。

我们怎么知道那盏灯的年龄？

宇宙背景光的年龄只能间接地确定，首先要知道大爆炸发生了多久，然后才能确定大爆炸过程中何时发射光。

通过比较似乎一切都变大的速率和似乎一切都变大的速率，以相同的方式，您可以根据道路的速度和距离来估算开车到某个地方需要多长时间，我们可以计算出在哈勃常数。这有助于我们计算大爆炸发生多久了。

另外，在某些“声波”（重音声振荡）中，我们看到的旧事物（包括宇宙微波背景）会像钟摆一样随着节奏变亮和变暗。它们可以左右测量（对于移动的物体）或通过监视视频（对于静止的物体）进行测量。测量这些节奏并将它们与哈勃常数进行比较也有助于计算大爆炸发生多久了。

最后，微波背景具有物理性质（例如温度和密度），这使我们能够确定在大爆炸的膨胀和冷却过程中何时发射出微波。 一起使用所有这些计算，就可以算出宇宙微波背景光的年龄。

天文学家认为，这种组合计算（称为“ LCDM”，“ Lambda-CDM”或“ Big Bang Cosmology”）非常好，因为在大多数情况下，这些数字确实会对齐。他们很高兴在2018年完成一项名为“暗能量调查”的研究，并报告了更多的好发现。但是，由于LCDM包含某些可能无法验证的假设，并且由于仍然存在一些无法解释的差异，因此我们不知道另一种计算是否会更好，前提是它仍然适合这些度量。

我们怎么知道这是最古老的灯？

仅通过考虑宇宙微波背景的物理性质，并考虑在大爆炸期间它何时必须发出光，才被天文学家确定为宇宙中最古老的光，比任何恒星或星系还古老。它没有告诉我们它本身有多大年龄。实际上，天文学家一直在确保它实际上并非只是望远镜上的一层灰尘！

宇宙微波背景距离多远？

这是一个很难回答的问题。根据大爆炸宇宙论，宇宙微波背景不是“某个地方”，而是无处不在。自从大爆炸以来，它经过的距离不同于时间乘以光速，这是因为空间的公制扩展。这是相对论的长度收缩的结果，归因于一切移动的速度。

假设存在，可观察的宇宙是否比更大的宇宙年轻？

无论您考虑我们的可观测宇宙还是可能存在的更大宇宙，计算从大爆炸到现在的时间量都会得出相同的结果。这就是为什么“我们的”宇宙的年龄与“该”宇宙的年龄相同的原因。

*一些确定哈勃常数的不同研究使宇宙学家有了停顿（链接1，链接2）；根据您所观察的宇宙的哪个部分，标准单位可能接近67，也可能接近73。

科学家发现了一个名为GN-z11的星系（已被HDE 226868提及），该星系仅在大爆炸之后4亿年（即大约133亿年前）存在：

最遥远的银河还打破了宇宙距离记录

上周宣布发现了一颗拥有100亿年历史的恒星：

哈勃望远镜观测到有史以来最远的恒星

这是Wikipedia上遥远的天文物体的列表。

您已经使用语义提出了两个问题：

• “地球上可见的最古老的光有几岁？”

从@Pela的答案到：为什么宇宙事件的视界与宇宙的年龄之间存在差异？-因此，在约1亿光年中，最远的光将到达我们身边，距离超过1.16亿光年。

今天到事件视界的距离是16 Gly，这是一个巧合。它与宇宙时代无关。它仅取决于宇宙的未来扩展，而宇宙的扩展又取决于宇宙组件的密度（Ωb，ΩDM，ΩΛ等）。如果宇宙由物质（或辐射）控制，那么就不会有事件视界：如果我们只有耐心等待的话，那么遥远的星系对我们来说是看不到的。一万亿光年远的星系？只需等待足够长的时间（确切的时间取决于实际的密度）。

但是，我们的宇宙恰好是由暗能量主导的，这加速了无边界的扩展。不幸的是，这意味着今天从银河系17 Gly离开的光将以比向我们的方向传播更快的速度被带走。相比之下，今天从15 Gly距离的银河系发出的光将朝我们的方向传播，但由于扩展，最初仍会远离我们。但是，它向我们的行进使此扩展率变得越来越小（因为扩展率随着与我们的距离的增加而增加），并且经过一段时间后，它会走到很远，以至于它克服了扩展并开始减小与我们和大约在100 Gyr之后到达我们。

• “我猜灯本身可能实际上并不是旧的，但我可能要说的很明显，换句话说：现在地球发出的可见光到达地球的最长距离是多少？这个问题有点与镜头效果纠结？”

是的，这是一个完全不同的问题...

参见最早的论文之一：戴维斯和莱恩韦弗（2003），“ 扩大混乱：对宇宙学视野的普遍误解和宇宙的超光速膨胀 ”。

较新的作品：

“ 该共享因果的过去和宇宙事件的期货 ”，由弗里德曼，Kaiser公司和加利基奥（2013）。

“ 结论： ...虽然星系，星团和类星体的可观测的空间密度被认为反映了通货膨胀期间建立的相关性，但通货膨胀时代是否在特定的共同移动位置（类星体随后容纳星系的地方）仍是一个公开问题。可能在印记了通货膨胀密度扰动后数十亿年的同一共同移动地点的成对最终类星体发射事件之间产生了可观察到的相关信号。

最后，我们注意到我们所有的结论均基于这样的假设：至少从通货膨胀结束以来，可观测宇宙的膨胀历史可以用规范的广义相对论和简单连接的非紧凑型FLRW来准确描述。指标。这些假设与最新的非平凡拓扑结构的经验搜索结果一致，该发现没有发现直至最后散射表面大小的基本域的紧凑拓扑结构的可观察信号。

图。1.共形图表示同移距离，在Glyr，对保形的时间，在Gyr的，对于其中事件A和B上的天空的相对侧上表现为从地球上观察到的情况下（α= 180°）。观察者在当前的适形时间坐在地球。从A在（）和B在（）发出光; 这两个信号都沿着我们过去的光锥（）到达地球。来自发射事件的过去指向的（分别为A和B的红色和蓝色）在（）相交，并且在（紫色区域）处重叠。对于红移$R_0χ$$R_0τ /c$$χ = 0$$τ = τ0$$χA, τA$$χB, τB$$0,_{τ0}$$χAB, τAB$$0 < τ < τAB$$z_A = 1$和，并用等式给定参数的扁平ΛCDM宇宙学。（11），事件位于共同移动距离 Glyr和 Glyr，发射的保形时间为 Gyr，吉尔 过去的光在事件AB在时间 Gyr的 Glyr处，而当前时间是 Gyr$z_B = 3$$R_{0χA} = 11.11$$R_{0χB} = 21.25$$R_{0τA}/c = 35.09$$R_{0τB}/c = 24.95$$R_{0χAB} = 10.14$$R_{0τAB}/c = 13.84$$R_{0τ0}/c = 46.20$。还显示了宇宙事件的视界（将黄色和灰色区域分隔开的线）以及事件A和B（细虚线）和原点（0,0）（粗虚线）的指向未来的光锥。在像我们这样的ΛCDM宇宙学中，当前过去的光锥外的黄色区域中的事件今天与我们像是空间分离的，但将来可以观察到，而事件视界之外的灰色区域中的事件与观察者像空间一样分离永远在地球上。其他比例尺显示红移（水平轴顶部）和时间，该比例尺由比例因子度量，而适当的时间（右侧垂直轴）则由观察者在固定的同动位置静止时测量。$a(τ)$$t$

另请参见：Bhattacharya，Bari和Chakraborty（2017）撰写的“ 弹跳宇宙中的因果视野 ”：

“ 结论：目前的工作表明，宇宙弹跳中的因果关系问题本质上与对收缩阶段宇宙各个阶段的理解有关。由于我们目前对收缩阶段的理解纯粹是推测性的，因此我们用来计算模型作者认为，尽管弹跳宇宙模型中的因果关系问题远未解决，但本文显示，为产生更有意义的结果，将来必须克服的定性和定量困难”。

简短答案：现在是46.9B光年。另一个维基百科页面上说：46.6B光年。上述专家计算得出46.2。

2018年4月2日，CNN文章说：

科学家发现了宇宙中第一个光的“指纹”

在大爆炸之后，物理学家认为宇宙只有大约一亿八千万年的黑暗，这一时期被科学家称为宇宙“黑暗时代”。

因此，我认为您的答案可能是，大爆炸+ 1.8亿年是我们能看到的最古老的光。