Para comprender qué es la época de los fotones, primero es importante comprender algo sobre los fotones, o la radiación en general, en un universo en expansión.
Compare fotones con cosas sin presión, por ejemplo, polvo. Cuando el universo duplica su volumen, la misma cantidad de polvo ahora significa la mitad de la densidad. Entonces, la densidad del polvo (densidad de masa, que por supuesto significa densidad de energía, debido a la equivalencia de masa-energía) es inversamente proporcional al volumen … o proporcional al cubo inverso del “factor de escala” del universo que mide su tamaño.
En contraste, los fotones en un universo en expansión también tienen su longitud de onda estirada. Entonces, no solo hay menos fotones en una unidad de volumen, sino que también son menos energéticos. Como resultado, la densidad de energía de los fotones es similar a la cuarta potencia inversa del factor de escala.
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Reproducir la película al revés, por así decirlo, a pesar de que la densidad de fotones es insignificante hoy en comparación con la materia, hubo un momento en el universo temprano en el que dominaba la energía de los fotones.
Pero estos no eran fotones de luz visible, estos eran rayos gamma extremadamente enérgicos. Además, había mucha materia, también, partículas cargadas sobre las cuales se dispersan los fotones. Entonces no, no había luz visible; y en la medida en que había “luz” (radiación electromagnética), el universo no era transparente para él. Esa (transparencia) llegó mucho tiempo después, momento en el que toda la materia se enfrió, y los núcleos atómicos positivos y los electrones negativos se recombinaron en átomos neutros, formando un gas transparente.