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=== 재결합, 광자 비동조화 및 [[우주배경복사|우주 마이크로파 배경]](CMB) === {{크기|3|Recombination, Photon Decoupling, and the Cosmic Microwave Background (CMB)}} [[파일:플랑크 위성이 관측한 우주배경복사.jpg|800픽셀]] 빅뱅 이후 약 37만(=370,000)년 후, 재결합과 [[광자 비동조화]]라는 두 가지 연계된 사건이 일어났다. 재결합은 이온화된 입자가 결합하여 최초의 중성 원자를 형성하는 것을 말하며, 비동조화는 새로 형성된 원자들이 보다 안정된 에너지 상태로 정착하면서 방출되는 광자("분리된")를 말한다. 재결합 직전 우주의 중입자적 물질은 뜨거운 이온화 플라즈마를 형성하는 온도에 있었다. 우주의 광자 대부분은 [[전자]]와 [[양성자]]와 상호작용하며, 이온화된 입자와 상호작용하지 않고는 상당한 거리를 이동할 수 없었다. 그 결과 우주는 불투명하거나 "안개가 끼어"있었다. 비록 빛이 있었지만, 망원경으로 그 빛을 관찰할 수도 없었다. 약 37만년 경에 우주는 자유 전자가 수소와 헬륨 핵과 결합하여 중립 원자를 형성할 수 있을 정도로 냉각되었다. 이 과정은 비교적 빠르고(그리고 수소보다 헬륨이 더 빠르다), 재결합이라고 알려져 있다. 이 이름은 약간 부정확하며 역사적 이유로 붙여졌다: 사실 전자와 원자핵이 처음으로 결합하고 있었다. 낮은 에너지 상태(지상 상태)에서 직접 결합하는 것은 효율성이 떨어지기 때문에, 이러한 수소 원자는 일반적으로 여전히 높은 에너지 상태에 있는 전자와 형성되며, 일단 결합하면, 전자는 낮은 에너지 상태로 전환하면서 하나 이상의 광자의 형태로 에너지를 빠르게 방출한다. 이 광자 방출은 광자 비동조화라고 알려져 있다. 이 비동조화 광자 중 일부는 다른 수소 원자에 의해 포획되고, 나머지는 자유롭다. 재결합이 끝날 무렵, 우주의 양자는 대부분 중성 원자를 형성했다. 대전된 입자에서 중성 입자로의 이러한 변화는 포획이 사실상 무한해지기 전에 평균 자유 경로 광자가 이동할 수 있다는 것을 의미하므로, 포획되지 않은 비동조화된 광자는 모두 먼 거리를 자유롭게 이동할 수 있다([[톰슨 산란]] 참조). 우주는 사상 처음으로 가시광선, 전파, 기타 전자기 방사선에 투명해졌다. 이 새로 형성된 수소 원자에 의해 방출된 광자는 처음에는 약 4000K의 온도/에너지를 가지고 있었다. 이것은 옅은 노란색/오렌지색 또는 "부드러운" 흰색으로 눈에 보였을 것이다. 비동조화 이후 수십억 년 동안 우주가 팽창함에 따라 광자는 가시광선에서 전파(약 2.7K 온도에 해당하는 마이크로파)로 적색 편이되었다. 적색 편이는 우주가 수 십 억 년에 걸쳐 팽창함에 따라 [[광자]]가 더 긴 파장과 낮은 주파수를 획득하여 가시광선에서 전파로 점차 변모하는 것을 말한다. 이 같은 광자는 오늘날에도 여전히 전파로 감지될 수 있다. 이 들은 우주 마이크로파 배경을 형성하고, 초기 우주와 어떻게 발전했는 지에 대한 결정적인 증거를 제공한다. 이런 걸 우주의 맑게 갬이라고 하더라.
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