Στο σήμερα, τα άστρα έχουν φωτίζεται από πολλές πηγές, όπως το φως των αστεριών. Όμως τι συνέβαινε όταν γεννήθηκε το Σύμπαν, πριν δημιουργηθούν τα πρώτα αστέρια; Υπήρχε φως τότε;
Η σύντομη απάντηση είναι όχι. Όμως τα πράγματα δεν είναι πάντα τόσο απλά. Θα πρέπει να δούμε το ταξίδι του φωτός μέχρι το σήμερα. Αρχικά, το φως του πρώιμου σύμπαντος ήταν «παγιδευμένο». Χρειάστηκαν εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια μέχρι να δραπετεύσει και να αρχίζουμε να το βλέπουμε. Μετά, χρειάστηκαν περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια μέχρι να σχηματιστούν τα πρώτα αστέρια και να λούσουν το Σύμπαν με φως.
Κάπου εδώ έρχεται ο Edwin Hubble, που παρατήρησε την ταχύτητα και την κατεύθυνση που κινούνται οι γαλαξίες και έφτασε στο συμπέρασμα πως το σύμπαν διαστέλλεται. Αυτή η ανακάλυψη του 1929, έδειξε προφανώς πως το Σύμπαν ήταν κάποτε πολύ μικρότερο, με τους επιστήμονες να υπολογίζουν πως κάποτε όλο το σύμπαν ήταν συγκεντρωμένο σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας, πριν από 13.8 δισεκατομμύρια χρόνια. Μέχρι που έγινε η Μεγάλη Έκρηξη!
Με τη μεγάλη έκρηξη δημιουργήθηκε ο χώρος και άρχισε να επεκτείνεται, μαζί με όλα όσα υπήρχαν στον Σύμπαν. Ο μόνος τρόπος με τον οποίο όλη η ύλη που αποτελεί το σύμπαν σήμερα, θα μπορούσε να χωρέσει σε ένα μικροσκοπικό σημείο είναι αν υπήρχε ενέργεια εκείνη την εποχή. Σύμφωνα με τη διάσημη εξίσωση E=mc του Einstein, η ενέργεια ήταν τρομερά συμπυκνωμένη σε εκείνο το σημείο και μπορούσε να μετατραπεί σε ύλη. Με την Μεγάλη Έκρηξη όμως, το Σύμπαν άρχισε να διαστέλλεται ταχύτατα και οι θερμοκρασίες άρχισαν να μειώνονται. Μάλιστα, από το πρώτο δευτερόλεπτο από τη Μεγάλη Έκρηξη, είχαμε τον σχηματισμό των πρώτων σωματιδίων ύλης. Μέσα σε αυτά ήταν φυσικά και τα φωτόνια, τα βασικότερα σωματίδια φωτός. Μαζί δημιουργήθηκαν και τα νετρόνια, τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια.
Τρία λεπτά μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, τα πρωτόνια και τα νετρόνια μπορούσαν να συντηχθούν για να δημιουργήσουν τους πρώτους πυρήνες ατόμων, όπως το υδρογόνο και το ήλιο, σύμφωνα με τη NASA.
Αν και τα φωτόνια υπήρχαν από το πρώτο δευτερόλεπτο της ύπαρξης του Σύμπαντος, αυτά δε μπορούσαν ακόμα να λάμψουν στο Σύμπαν. Αυτό γιατί στην πρώιμη κατάσταση του σύμπαντος, ήταν τόσο καυτό, που τα ηλεκτρόνια κινούνταν πολύ γρήγορα και οι ατομικοί πυρήνες δε μπορούσαν να τα συγκρατήσουν, ώστε να σταθεροποιηθούν. Έτσι, το σύμπαν ήταν μια καυτή και πυκνή σούπα σωματιδίων.
Όλα τα ηλεκτρόνια που κινούνταν ελεύθερα στο πρώιμο σύμπαν σήμαιναν ότι το φως δεν μπορούσε να κινηθεί πολύ. «Καθώς το φως προσπαθούσε να ταξιδέψει σε ευθεία γραμμή κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, πάντα προσέκρουε σε ηλεκτρόνια, επομένως δεν μπορούσε να πάει πολύ μακριά», είπε ο Layden, πρόεδρος φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Bowling Green State στο Οχάιο.
Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και μέσα στον Ήλιο. Τα φωτόνια που δημιουργούνται από τις πυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο του Ήλιου, χρειάζονται μεγάλη προσπάθεια για να βγουν στην επιφάνεια. Και σε αυτή την περίπτωση, το κέντρο του ήλιου είναι εξαιρετικά ζεστό και γεμάτο με ελεύθερα ηλεκτρόνια, κάτι που δεν επιτρέπει στο φως να ταξιδέψει σε ευθεία γραμμή. Με την απόσταση από το κέντρο του Ήλιου μέχρι την επιφάνεια να είναι περίπου 696,000 χιλιόμετρα, χρειάζονται περίπου 1 με 2 εκατομμύρια χρόνια, για να διαφύγει το φως στην επιφάνειά του.
Περίπου 380.000 χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη, η διαστολή του σύμπαντος του επέτρεψε να κρυώσει αρκετά, ώστε τα ελεύθερα ηλεκτρόνια να μπορούν να κολλήσουν στους ατομικούς πυρήνες. Αυτό συμβαίνει περίπου στους 2.725 βαθμούς Κελσίου.
Εκτοξεύθηκε ο πρώτος Ελληνικός δορυφόρος
Έτσι λοιπόν, η τεράστια θολή σούπα, έγινε διαυγής και το φως μπορούσε πλέον να ταξιδέψει ελεύθερα σε όλο το Σύμπαν. Το πρώτο φως ήταν σε μήκη κύματος από κοντά στο υπέρυθρο, μέχρι στο ορατό. Στην διάρκεια των 13 δισεκατομμυρίων ετών από τα πρώτα φώτα, το σύμπαν επεκτάθηκε ακόμα περισσότερο και ψύχθηκε δραματικά. Πλέον έχει μια μέση θερμοκρασία περίπου μείον 270 βαθμούς Κελσίου. Έτσι, το φως επεκτάθηκε και σε μεγαλύτερα μήκη κύματος.
Οι αστρονόμοι έχουν πλέον ανιχνεύσει από το 1964 την υπολειμματική ακτινοβολία από την Μεγάλη Έκρηξη και είναι αυτό που ονομάζουμε κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου. Η μελέτη αυτής της ακτινοβολίας μας δίνει πολλές πληροφορίες για τη δομή του Σύμπαντος. Για παράδειγμα, η βαρυτική έλξη των γαλαξιών μπορεί να παραμορφώσει το φως – ένα φαινόμενο που ονομάζεται βαρυτικός φακός. Η εξέταση της ποσότητας παραμόρφωσης που έχει υποστεί το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο σε διαφορετικά σημεία του ουρανού μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να ανακατασκευάσουν τη μεγάλης κλίμακας δομή του σύμπαντος.
Μετά την απελευθέρωση του φωτός από τη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν βίωσε μια περίοδο γνωστή ως κοσμικοί σκοτεινοί αιώνας. Τελικά, μετά από εκατομμύρια χρόνια, η βαρυτική έλξη των νεφών αερίου οδήγησε αυτές τις συστάδες ύλης να καταρρεύσουν από το βάρος τους. Αυτό δημιούργησε την πρώτη γενικά αστεριών του σύμπαντος, που άρχισε να αποκτά τους πρώτους γαλαξίες του, περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη. Ο ερχομός του φωτός στο Σύμπαν, σηματοδοτεί μια εποχή που ονομάζουμε Κοσμική Αυγή.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
