Gördüğümüz en uzak foton ne zaman öldü?

Gördüğümüz en uzak fotonun ne zaman öldüğü sorusuna kesin bir cevap vermek zor, çünkü fotonlar aslında ölmezler, sadece enerji seviyelerini değiştirirler. Kozmik mikrodalga arkaplan ışıması (CMB) olarak bilinen ışıma, evrenin yaklaşık 380 bin yıl yaşındaki son saçılma yüzeyi adını verdiğimiz farazi bir yüzeyden gelen fotonları içerir. Bu fotonlar, evrenin genişlemesiyle birlikte kızıla kayarak mikrodalga frekansına düşmüşlerdir. Bu nedenle, bu fotonların enerji seviyelerini kaynaklarından ayrıldıktan ne süre sonra kaybettikleri sorusunun cevabı, evrenin genişleme hızına bağlıdır. Evrenin genişleme hızı ise Hubble sabiti olarak bilinen bir parametre ile ifade edilir. Hubble sabiti, evrenin yaşı ve geometrisi ile ilgilidir ve günümüzde yaklaşık olarak 70 km/s/Mpc olarak tahmin edilmektedir. Bu değer, bir megaparsek (3.26 milyon ışık yılı) uzaklıktaki bir cismin hızının 70 km/s olduğu anlamına gelir. Bu hız, uzaklık arttıkça artar. Dolayısıyla, CMB fotonlarının enerji seviyelerini kaybetme süreleri, kaynaklarından ne kadar uzakta olduklarına göre değişir. CMB fotonlarının kaynakları ise evrenin erken dönemlerindeki sıcak ve yoğun plazmadır. Bu plazma, evrenin soğuması ve genişlemesiyle birlikte nötr atomlara dönüşmüş ve fotonların serbestçe yayılmasına izin vermiştir. Bu olayın gerçekleştiği zaman ise evrenin yaşı ile ilişkilidir. Evrenin yaşı ise günümüzde yaklaşık olarak 13.8 milyar yıl olarak kabul edilmektedir. Bu değerleri kullanarak, CMB fotonlarının enerji seviyelerini kaybetme sürelerini hesaplamak mümkündür. Ancak bu hesaplama için evrenin genişleme modeli ve kozmolojik parametreler gibi daha fazla bilgiye ihtiyaç vardır.