¿Cómo sabemos que el sonido de microondas que escucharon los científicos fue el sonido dejado por The Big Bang y no por otra cosa?

Primero, no sonido sino luz. Segundo, no “escuchado” en tiempo pasado, sino “ver” en tiempo presente.

La luz visible es radiación electromagnética con frecuencias en varios cientos de billones de ciclos por segundo. Esta es la luz a la que nuestros ojos son sensibles. Imagine por un momento cómo sería si sus ojos pudieran ver otras frecuencias también. Por ejemplo, como una cámara térmica, puede ver una estufa o un animal cálido que literalmente brilla en la oscuridad. O, si sus ojos fueran sensibles a la “luz” con “solo” 160 mil millones de ciclos por segundo, vería todo el cielo con un brillo rojo apagado. Dondequiera que mires, más allá de las estrellas, más allá de las galaxias, la luz más antigua que verías es este brillo rojo apagado y uniforme. No podemos verlo con nuestros ojos biológicos limitados, pero podemos verlo con nuestros ojos tecnológicos sustitutos, a saber, los radiotelescopios. Está allá. Un brillo continuo, interminable, casi perfectamente uniforme desde todas las direcciones del cielo.

Y este brillo es consistente con la idea de que cuando se originó, el universo era mucho más denso y mucho más caliente. Tan caliente y tan denso, de hecho, que estaba lleno de gas que (literalmente) brillaba con calor. En aquel entonces, este brillo estaba presente en todas partes, ya que todo el universo estaba lleno de este gas. Al principio, el gas no era transparente a la luz, por lo que su propio brillo se absorbió en poco tiempo. Pero a medida que el universo se expandió y el gas se enfrió, en un punto se volvió transparente: nada impidió que la luz del resplandor viajara de manera arbitraria a largas distancias en lo que para entonces era un universo casi lleno de nada.

El remanente de esta luz, desde los rincones del universo que estaban a unos 14 mil millones de años luz de aquí, nos está llegando hoy para ser detectados por nuestros instrumentos. Dentro de mil millones de años a partir de ahora, aún veríamos el brillo … pero sería de lugares a unos 15 mil millones de años luz de aquí.

Y debido a que el universo se expande, estas partes distantes del universo se alejan de nosotros a gran velocidad. Esto significa un efecto Doppler … y el resplandor de ese gas caliente, que habría sido visible a simple vista en ese momento, se desplaza en frecuencia hasta el dominio de microondas. Esto es lo que nuestros instrumentos ven hoy.

Además del hecho de que lo que vemos es completamente consistente con una predicción clave de la cosmología del Big Bang, tampoco tenemos otra teoría competitiva decente que pueda predecir un brillo de fondo con las mismas propiedades (medibles, comprobables) que vemos.

¿Cómo sabemos que el sonido de microondas que escucharon los científicos fue el sonido dejado por The Big Bang y no por otra cosa?

Primero, sobre el tema del “sonido” en la pregunta. De hecho, el fondo cósmico de microondas (CMB) no es sonido debido a la radiación electromagnética (“luz”) que se está observando. Además, el CMB no es una observación del Big Bang (BB), sino un momento miles de años después del momento de la creación del universo tal como lo conocemos hoy. El BB es, por supuesto, una teoría y se ajusta al requisito de falsabilidad. Es decir, es posible que más evidencia astronómica pueda descartar o modificar la teoría “estándar” del big bang. De hecho, el CMB se predijo antes del descubrimiento, es descubrimiento. Lo que la teoría implica es que la materia / energía estaba a una temperatura extraordinariamente extrema momentos después de que comenzó la expansión. Siguiendo las leyes de la termodinámica, se puede establecer que el universo se enfriará previsiblemente con el tiempo. Cuando el universo se enfrió lo suficiente a una cierta temperatura, los átomos pudieron formarse (principalmente átomos de hidrógeno. En ese momento, los fotones (“luz”) podían propagarse libremente (con poca absorción o dispersión) por todo el universo. Desde nuestra posición espacio-tiempo en el universo (o en cualquier posición de espacio-tiempo en el universo) el CMB se ha alejado de “nosotros” todo el tiempo, pero la “luz” que observamos ahora es de una época de espacio-tiempo cuando el universo era mucho más joven. Por la naturaleza de la expansión, la época del espacio-tiempo del CMB, la radiación se desplaza hacia el rojo enormemente porque la radiación a esa distancia está casi en el horizonte (no exactamente porque ocurrió algo después del BB). El desplazamiento hacia el rojo del CMB es 1100, lo que significa su velocidad de recesión efectiva es 0.999998c (!), donde c es la velocidad de la luz. Toda esta evidencia apoya la teoría BB. La teoría BB estándar está bien establecida. A veces las personas confunden la teoría BB con la teoría inflacionaria de A. Guth. Infl La teoría de la aviación se encuentra en un terreno más inestable porque la inflación ocurrió mucho antes del CMB, lo más lejos que podemos detectar en este momento. Si alguien introdujera una explicación alternativa para estas observaciones astronómicas, le resultaría difícil derrocar la teoría BB bien establecida. El resultado más probable en el futuro será alguna modificación a la teoría BB, no una teoría completamente nueva para explicar observaciones tan fundamentales como el CMB.

Es la mejor hipótesis que explica el fenómeno.

Si a alguien se le ocurriera una mejor, esa explicación suplantaría a su debido tiempo la teoría del Big Bang, pero hasta ese momento, Big Bang es el único juego serio en la ciudad.

Cuidado con los que no se ajustan a este punto de vista. Sin embargo, sus argumentos suelen ser fáciles de contrarrestar, ya que son variantes de nuestros viejos amigos Ad Hominem, Ad Verecundiam y Ad Baculum.

El ‘algo más’ tendría que ser una gigantesca masa invisible que tenía una temperatura mucho más alta que 2.725K. Como resultado, solo experimentaríamos una temperatura de 2.725 K, porque estaríamos a la distancia correcta de la misma.