În zilele noastre, întunericul nopții este întrerupt cu lumina stelelor. Dar înainte ca stelele să se nască, lumina strălucea la începutul universului?
Răspunsul scurt este „nu”. Dar răspunsul lung dezvăluie călătoria extraordinară a lui Light. La început, lumina universului timpuriu a fost „prinsă” și a fost nevoie de câteva sute de mii de ani pentru ca acesta să scape. Apoi, a fost nevoie de aproximativ 100 de milioane de ani pentru ca stelele să se formeze.
Examinând viteza și direcția în care se mișc galaxiile, astronomul A descoperit Edwin Hubble Universul se extinde. Această descoperire din 1929 a sugerat că cosmosul a fost odată mai mic, oamenii de știință calculând în cele din urmă că întregul univers a fost concentrat într -un singur punct infinit de dens acum aproximativ 13,8 miliarde de ani, până la Big bang s -a întâmplat.
„Cu Big Bang, spațiul a fost creat și extins, împreună cu tot ce este în univers”, Andrew Laydena spus președintele fizicii și astronomiei la Bowling Green State University din Ohio, Live Science.
Singurul mod în care toată problema care acum alcătuiește universul s -ar putea încadra într -un loc minuscul ”este dacă era energie la acea vreme”, a spus Layden. Celebra ecuație a lui Einstein E = MC2 a dezvăluit că energia și masa pot fi interschimbabile, a explicat Layden.
Ca univers extins, densitatea energiei sale a scăzut și s -a răcit. Primele particule au început apoi să se formeze în prima secundă după Big Bang, Conform observatorului Las Cumbre. Acestea au inclus fotoni care alcătuiesc lumină, precum și protonii, neutronii și electronii care alcătuiesc atomi. La aproximativ trei minute după Big Bang, protonii și neutronii s -ar putea contopi împreună pentru a crea nucleele atomilor precum heliul, potrivit NASA.
– Gândește -te la ceață și rouă, spuse Layden. „Particulele dintr-o stare de energie mare sunt dispersate ca apa în ceață, iar atunci când energia devine suficient de scăzută, se pot condensa ca niște picături de rouă”.
Înrudite: Poate ceva să călătorească mai repede decât viteza luminii?
Cu toate acestea, deși fotonii de lumină au existat încă din prima secundă după Big Bang, ei nu au putut încă să strălucească în univers. Acest lucru se datorează faptului că cosmosul timpuriu a fost atât de fierbinte încât „electronii se mișcau prea repede pentru Nuclei atomici Pentru a le ține pe orbită în jurul lor, a spus Layden. „Universul a fost doar această supă foarte fierbinte și densă”.
Toți electronii care se încadrează liber în universul timpuriu au însemnat că lumina nu se poate mișca foarte mult. “În timp ce Light a încercat să călătorească într -o linie dreaptă în acest timp, a intrat întotdeauna în electroni, așa că nu a putut merge foarte departe”, a spus Layden.
O situație similară se găsește în Soare, Srinivasan Raghunathana declarat un cosmolog de la Universitatea din Illinois, Urbana-Champaign, a spus Live Science. „Vă puteți imagina un foton de lumină creat de reacțiile nucleare în centrul soarelui încercând să iasă pe suprafața soarelui”, a spus el. “Centrul soarelui este extrem de cald și, prin urmare, sunt prezenți o mulțime de electroni liberi. Acest lucru înseamnă că lumina nu poate călători în linii drepte.”
Distanța de la centrul soarelui la suprafața sa este de aproximativ 432.450 mile (696.000 kilometri). Viteza luminii într -un vid este de aproximativ 186.000 de mile pe secundă (300.000 km/s), dar la soare, „este nevoie de aproximativ 1 milion până la 2 milioane de ani pentru ca lumina să scape din centrul soarelui la suprafața sa”, a spus Raghunathan.
Cu toate acestea, la aproximativ 380.000 de ani de la Big Bang, extinderea universului a lăsat cosmosul suficient de răcoros pentru ca nucleii atomici să se glomeze pe electroni. “Când se întâmplă asta, toți acei electroni nu mai sunt liberi”, a spus Layden. „Acest lucru se întâmplă la aproximativ 3.000 Kelvin [4,940 degrees Fahrenheit, or 2,725 degrees Celsius]temperatura de suprafață a unei stele roșiatice răcoroase “.
Într -un număr scurt de ani, „Totul trece de la a fi o supă densă fierbinte la un univers clar în care lumina poate călători liber”, a spus Layden. „În acel moment, primii fotoni din univers pot scăpa”.
Lumina tipică a universului când era aproximativ 3.000 Kelvins era aproapeinfraroşu la lungimi de undă vizibileA remarcat Layden. Cu toate acestea, pe măsură ce cosmosul s -a extins pe parcursul a peste 13 miliarde de ani și s -a răcit la o temperatură medie de aproximativ 2,73 Kelvin (minus 455 F, sau minus 270 C), prima lumină a universului întinsă până la lungimi de undă mai lungi cu microunde.
Astronomii au detectat pentru prima dată această radiație rămasă de la Big Bang, numită fundalul cosmic cu microunde, în 1964.
Analizarea acestor microunde a oferit multe perspective. De exemplu, tracțiunea gravitațională a galaxiilor poate denatura lumina – un fenomen numit lentilă gravitațională. Examinarea cantității de distorsiune pe care fundalul cu microunde cosmic a experimentat-o în diferite puncte ale cerului poate ajuta oamenii de știință să reconstruiască structura pe scară largă a universului-aranjarea galaxiilor și golurile uriașe dintre ele de-a lungul cosmosului, a spus Raghunathan.
După eliberarea luminii din Big Bang, universul a experimentat o perioadă cunoscută sub numele de Evul Cosmic Dark. În cele din urmă, după milioane de ani, atracția gravitațională a norilor de gaz a determinat aceste aglomerații de materie să se prăbușească asupra lor.
“Acest lucru a creat prima generație de stele, iar universul a avut galaxii pline de stele cu aproximativ 1 miliard de ani de la Big Bang, începând Zorii cosmici”, a spus Layden.