Algunas cosas necesitan aclaración:
La radiación CMB no consiste necesariamente en microondas. El CMB tiene un espectro térmico de cuerpo negro que solo alcanza su punto máximo en la región de microondas.
La pregunta dice “los fotones no experimentan el tiempo” pero no hay nada en física que diga esto [1]. Lo que sabemos es que entre dos líneas de tiempo parecidas al tiempo existe una transformación que relaciona las coordenadas y los intervalos adecuados, pero explota una transformación a la geodésica nula de un fotón; Hay una singularidad allí. Simplemente no es posible o significativo parametrizar la línea del mundo de los fotones en términos de una propiedad, por lo que no podemos decir “los fotones no experimentan el tiempo (o experimentan otra cosa para el caso)”. Tengo el presentimiento de que proviene la idea errónea [2].
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Respuestas
(1) ¿Cómo se “estira” la longitud de onda?
La longitud de onda del fotón aumenta junto con la expansión métrica del universo.
(2) ¿A dónde va la energía?
La conservación de la energía no es absoluta; Es un principio contingente. En términos más simples, si un sistema tiene una simetría de traducción de tiempo, entonces está bien aplicar la conservación de energía. El universo no es un sistema así, por lo que la conservación de energía no está definida, y tampoco lo es la energía fotónica CMB.
NOTAS
[1] Tenga en cuenta que el intervalo espacio-tiempo del fotón viene dado por
pero esto no requiere que
como sería el caso para un solo punto en un intervalo de tiempo, pero solo requiere que cualquiera y todos los pares de (x, t) para un fotón se mapeen a cero.
[2] Sospecho que la confusión proviene de nuestra imaginación defectuosa y extrapolando incorrectamente los casos limitantes. Funciona así: un objeto se mueve de A a B. Medimos nuestra longitud de coordenadas e intervalos de tiempo. Luego podemos preguntar y calcular cuánto tiempo de propiedad del objeto transcurrió en relación con nuestros relojes, y obtenemos el resultado habitual de dilatación del tiempo. Entonces podemos dejar que la velocidad del objeto vaya a la velocidad de la luz y nuevamente preguntar y calcular la cantidad de propiedad del objeto transcurrido, y por supuesto obtenemos cero, y luego concluir que el tiempo no transcurre para los fotones. ¡Esto está mal! En realidad, está mal en muchos niveles, pero debe señalarse que el tiempo experimentado por el objeto en movimiento es como siempre, perfectamente normal. Entonces, la conclusión lógica, aunque no técnicamente correcta, sería que el tiempo pasa normalmente para los fotones, no que se detenga. Recordatorio importante : el tiempo adecuado para un fotón no está definido.