既然宇宙微波背景辐射是「最早的光」，为什么会源源不断？
“宇宙微波背景辐射是‘最早的光’，为什么它会源源不断地照射过来呢？” 这是一个非常棒的问题，它触及了我们理解宇宙起源的关键之处。很多人会有这个疑问，觉得既然是“最早的光”，那是不是早应该熄灭了？答案其实藏在我们对这个“光”的本质以及宇宙本身的认识里。
首先，我们要明白，宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background, CMB）的“最早”并非是指它是一个短暂的闪光事件，而是在说它是我们在可观测宇宙中能够探测到的、来自早期宇宙的光。你可以把它想象成，你翻开一本古老的相册，里面有你小时候的照片。这些照片是那个“最早”时期的你留下的影像，但你现在依然能看到它们，而且每一张照片都在那里，并没有消失。CMB也是一样，它来自宇宙非常非常早期的阶段，但这份“光”一直存在，并且以一种持续不断的方式抵达我们这里。
那么，为什么是“源源不断”呢？这涉及到CMB的产生机制和宇宙的膨胀。
CMB的诞生：宇宙从混沌到有序的一瞥
想象一下，在宇宙大爆炸的最初几秒钟和几分钟里，整个宇宙是一个炽热、致密的等离子体海洋。那个时候，电子和质子疯狂地碰撞，光子也被这些带电粒子不断地散射，就像你在浓雾中试图看清远方的灯光一样，光无法自由传播，整个宇宙是不透明的。
随着宇宙的膨胀和冷却，在大约大爆炸后38万年的时候，宇宙的温度降到了一个临界点（大约3000开尔文）。在这个温度下，质子和电子的动能不足以阻止它们结合形成中性的原子（主要是氢原子和氦原子）。这个过程被称为“复合”（Recombination）。
一旦带电的电子被束缚在中性原子中，它们就不再自由地散射光子了。换句话说，光子终于可以摆脱束缚，在宇宙中自由地穿行了。这些自由传播的光子，就是我们今天所说的宇宙微波背景辐射。它们是宇宙早期那个稠密、炽热等离子体时期的最后一种光，所以我们称之为“最早的光”。
宇宙的膨胀：让“最早的光”延展
现在，我们回过头来看“源源不断”这一点。你可能会问，如果这些光子早在138亿年前就已经发射出来了，为什么它们还在不断地到达我们这里？
这是因为宇宙在不断地膨胀。在这些光子从宇宙早期那个“复合”的时刻发射出来之后，它们就开始在宇宙空间中传播。但与此同时，发出这些光子的那个“区域”本身，也随着宇宙的膨胀而远离我们。
更准确地说，CMB的光子并非是从宇宙中的某个固定地点“发射”出来，然后一成不变地朝着我们飞来。而是说，在宇宙早期，存在着一个与我们现在所处位置相当的、当时非常炽热的等离子体区域。这个区域的粒子发出的光子，开始向四面八方传播。
当这些光子传播的过程中，它们所处的宇宙空间也在膨胀。这就好像你在一辆正在加速行驶的列车上，从窗户丢出一颗弹珠。这颗弹珠会沿着一条直线飞出去，但因为列车在前进，你相对于弹珠的相对位置也在改变。
而对于CMB来说，事情更加复杂一些。我们接收到的CMB，是来自那些在“复合”时期，从我们视界的“边缘”发出的、并且正好向我们运动的光子。而且，由于宇宙一直在膨胀，这些光子在穿越138亿年的漫长旅程后，它们的波长也被极大地拉长了。
想象一下，这些光子刚发射出来的时候，能量很高，波长很短，可能是在可见光或紫外线的范围内。但随着宇宙空间膨胀，这些光子的能量被“稀释”了，它们的波长被拉长，最终变成了今天我们探测到的微波辐射。这就是为什么它被称为“微波背景辐射”。
所以，“源源不断”并不是说有新的光子在不断产生，而是说，那些在宇宙早期就发射出来的光子，由于它们来自非常遥远且在不断远离我们的区域，而且它们以光速传播，所以它们穿越了漫长的时空才抵达我们的探测器。就好像你站在一个山谷里，远方的回声会在一段时间后不断地传过来一样。每一次“回声”的到来，都代表着更远、更早的那个“声源”发出的声音还在路上。
“探测器”的角色：收纳这份来自过去的信件
我们之所以能够“源源不断”地接收到CMB，是因为我们拥有能够探测到这些特定频率（微波）的光子的仪器，比如地球上的射电望远镜，或者更先进的宇宙飞船搭载的探测器（比如欧洲空间局的普朗克卫星）。这些探测器就像是我们在宇宙这个广阔“邮局”里不断接收来自遥远过去的“信件”。
每一次指向天空的测量，都可能接收到来自不同方向、不同年代发出的CMB光子。正是因为宇宙一直在膨胀，并且我们接收到的光子是光速传播的，所以我们才能持续地“捕捉”到这份来自宇宙黎明的微光。
总结一下：
宇宙微波背景辐射之所以会源源不断地到达我们，是因为：
1. 它的产生是一个事件的集合： 在宇宙早期，各个方向上的等离子体都经历了复合过程，发出了光子。我们接收到的CMB是来自所有那些在那个特定时期，从我们视界边缘发出并向我们传播的光子。
2. 光速传播与宇宙膨胀： 这些光子以光速传播，而它们发出的区域随着宇宙膨胀而远离我们。这使得它们穿越了138亿年的时空，并且在这个过程中被拉长了波长。
3. 持续的接收过程： 我们的探测器一直在工作，持续接收来自这些遥远区域的光子。由于宇宙非常广阔，而且光速虽然快但毕竟是有限的，所以这些信号就形成了一个持续不断到达的“流”。
所以，“最早的光”并不是说它在某一个瞬间就发射完了，而是它代表了宇宙从不透明到透明的那个关键时刻所留下的、至今仍在传播的“光子信号”。就像我们在博物馆里看到一件古老的文物，它在那里，并且我们可以持续地去参观它，它也并没有消失。CMB也是一样，它是一份来自宇宙童年的、永恒的赠礼。
首先，我们要明白，宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background, CMB）的“最早”并非是指它是一个短暂的闪光事件，而是在说它是我们在可观测宇宙中能够探测到的、来自早期宇宙的光。你可以把它想象成，你翻开一本古老的相册，里面有你小时候的照片。这些照片是那个“最早”时期的你留下的影像，但你现在依然能看到它们，而且每一张照片都在那里，并没有消失。CMB也是一样，它来自宇宙非常非常早期的阶段，但这份“光”一直存在，并且以一种持续不断的方式抵达我们这里。
那么，为什么是“源源不断”呢？这涉及到CMB的产生机制和宇宙的膨胀。
CMB的诞生：宇宙从混沌到有序的一瞥
想象一下，在宇宙大爆炸的最初几秒钟和几分钟里，整个宇宙是一个炽热、致密的等离子体海洋。那个时候，电子和质子疯狂地碰撞，光子也被这些带电粒子不断地散射，就像你在浓雾中试图看清远方的灯光一样，光无法自由传播，整个宇宙是不透明的。
随着宇宙的膨胀和冷却，在大约大爆炸后38万年的时候，宇宙的温度降到了一个临界点（大约3000开尔文）。在这个温度下，质子和电子的动能不足以阻止它们结合形成中性的原子（主要是氢原子和氦原子）。这个过程被称为“复合”（Recombination）。
一旦带电的电子被束缚在中性原子中，它们就不再自由地散射光子了。换句话说，光子终于可以摆脱束缚，在宇宙中自由地穿行了。这些自由传播的光子，就是我们今天所说的宇宙微波背景辐射。它们是宇宙早期那个稠密、炽热等离子体时期的最后一种光，所以我们称之为“最早的光”。
宇宙的膨胀：让“最早的光”延展
现在，我们回过头来看“源源不断”这一点。你可能会问，如果这些光子早在138亿年前就已经发射出来了，为什么它们还在不断地到达我们这里？
这是因为宇宙在不断地膨胀。在这些光子从宇宙早期那个“复合”的时刻发射出来之后，它们就开始在宇宙空间中传播。但与此同时，发出这些光子的那个“区域”本身，也随着宇宙的膨胀而远离我们。
更准确地说，CMB的光子并非是从宇宙中的某个固定地点“发射”出来，然后一成不变地朝着我们飞来。而是说，在宇宙早期，存在着一个与我们现在所处位置相当的、当时非常炽热的等离子体区域。这个区域的粒子发出的光子，开始向四面八方传播。
当这些光子传播的过程中，它们所处的宇宙空间也在膨胀。这就好像你在一辆正在加速行驶的列车上，从窗户丢出一颗弹珠。这颗弹珠会沿着一条直线飞出去，但因为列车在前进，你相对于弹珠的相对位置也在改变。
而对于CMB来说，事情更加复杂一些。我们接收到的CMB，是来自那些在“复合”时期，从我们视界的“边缘”发出的、并且正好向我们运动的光子。而且，由于宇宙一直在膨胀，这些光子在穿越138亿年的漫长旅程后，它们的波长也被极大地拉长了。
想象一下，这些光子刚发射出来的时候，能量很高，波长很短，可能是在可见光或紫外线的范围内。但随着宇宙空间膨胀，这些光子的能量被“稀释”了，它们的波长被拉长，最终变成了今天我们探测到的微波辐射。这就是为什么它被称为“微波背景辐射”。
所以，“源源不断”并不是说有新的光子在不断产生，而是说，那些在宇宙早期就发射出来的光子，由于它们来自非常遥远且在不断远离我们的区域，而且它们以光速传播，所以它们穿越了漫长的时空才抵达我们的探测器。就好像你站在一个山谷里，远方的回声会在一段时间后不断地传过来一样。每一次“回声”的到来，都代表着更远、更早的那个“声源”发出的声音还在路上。
“探测器”的角色：收纳这份来自过去的信件
我们之所以能够“源源不断”地接收到CMB，是因为我们拥有能够探测到这些特定频率（微波）的光子的仪器，比如地球上的射电望远镜，或者更先进的宇宙飞船搭载的探测器（比如欧洲空间局的普朗克卫星）。这些探测器就像是我们在宇宙这个广阔“邮局”里不断接收来自遥远过去的“信件”。
每一次指向天空的测量，都可能接收到来自不同方向、不同年代发出的CMB光子。正是因为宇宙一直在膨胀，并且我们接收到的光子是光速传播的，所以我们才能持续地“捕捉”到这份来自宇宙黎明的微光。
总结一下：
宇宙微波背景辐射之所以会源源不断地到达我们，是因为：
1. 它的产生是一个事件的集合： 在宇宙早期，各个方向上的等离子体都经历了复合过程，发出了光子。我们接收到的CMB是来自所有那些在那个特定时期，从我们视界边缘发出并向我们传播的光子。
2. 光速传播与宇宙膨胀： 这些光子以光速传播，而它们发出的区域随着宇宙膨胀而远离我们。这使得它们穿越了138亿年的时空，并且在这个过程中被拉长了波长。
3. 持续的接收过程： 我们的探测器一直在工作，持续接收来自这些遥远区域的光子。由于宇宙非常广阔，而且光速虽然快但毕竟是有限的，所以这些信号就形成了一个持续不断到达的“流”。
所以，“最早的光”并不是说它在某一个瞬间就发射完了，而是它代表了宇宙从不透明到透明的那个关键时刻所留下的、至今仍在传播的“光子信号”。就像我们在博物馆里看到一件古老的文物，它在那里，并且我们可以持续地去参观它，它也并没有消失。CMB也是一样，它是一份来自宇宙童年的、永恒的赠礼。
网友意见
这个问题产生的原因大概是因为题主没有准确理解微波背景辐射的来源。题主的理解应该是把背景辐射的来源当成了一个遥远的星体。然而实际上这个辐射的来源是整个宇宙。
宇宙形成初期有一个阶段处于等离子体状态，由于和自由电子产生的汤姆孙散射，光子不能自由传播（平均自由程很短）。随着宇宙膨胀，温度下降到约3000K时，质子和自由电子结合成氢原子，自由电子减少，汤姆孙散射速率下降（平均自由程长度增加）。当汤姆孙散射的速率和宇宙膨胀速率相等时（平均自由程和哈勃长度相等），发生光子退耦，光子开始自由传播，这就是所谓"最早的光"。
此时，光子的来源为宇宙中任意一点，没有任何『中心』概念的存在，也是辐射各向同性的原因。因此，随着时间流逝，即使宇宙膨胀造成了温度降低，这个性质也不会改变。可以认为任何时候，我们观测到的背景辐射来自于距离我们大约（宇宙现在年龄-380000）光年的球壳。因此这个辐射只会降温，不会消失。
ps：由于我不是学物理的，答案中出现了错误。具体请看评论区解释。如果答案还有不准确的地方欢迎指出或另写更专业的答案。
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