Был ли свет в начале времен?

Эдвин Хаббл в 1929 году обнаружил расширение Вселенной. Это означало, что она когда-то была невообразимо малой и плотной. Около 13,8 миллиардов лет назад произошел Большой взрыв. «Пространство было создано и расширилось вместе со всем во Вселенной», — поясняет Эндрю Лейден, заведующий кафедрой физики и астрономии Университета Боулинг Грин, Огайо. Вся материя существовала как чистая энергия (подтверждается уравнением Эйнштейна E=mc²). Расширение снижало плотность энергии и охлаждало космос.
Был ли свет в начале времен?
Изображение носит иллюстративный характер

Уже в первую секунду после Большого взрыва сформировались первые частицы: фотоны (свет), протоны, нейтроны и электроны. К третьей минуте протоны и нейтроны слились, образовав ядра атомов, например, гелия (НАСА). Лейден сравнивает это с конденсацией: высокоэнергетические частицы подобны рассеянной воде в тумане, а при остывании они «сгущаются» как капли росы.

Но свет не мог свободно распространяться. Вселенная была раскаленной и сверхплотной «супом». Электроны двигались слишком быстро, чтобы атомные ядра могли их захватить. Миллиарды свободных электронов непрерывно сталкивались с фотонами. «Свет натыкался на электроны», — говорит Лейден. Он был в ловушке, неспособный пройти значительное расстояние.

Сринивасан Рагхунатхан, космолог из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, проводит аналогию с Солнцем. В его ядре, где температура и плотность колоссальны, свободные электроны также мешают свету. Расстояние от центра Солнца до поверхности — около 696 000 км. Хотя свет в вакууме движется со скоростью 300 000 км/с, на выход из ядра ему требуется от 1 до 2 миллионов лет из-за постоянных столкновений.

Освобождение света произошло через 380 000 лет после Большого взрыва. Расширение остудило Вселенную до критической температуры в ~3000 Кельвинов (как у «прохладной красноватой звезды», по словам Лейдена). Ядра атомов наконец смогли «притянуть электроны». Свободные электроны исчезли. Вселенная стала прозрачной, и первые фотоны устремились в свободный полет.

Этот свет изначально имел длину волны от ближнего инфракрасного до видимого диапазона. Но за последующие 13 миллиардов лет расширение пространства растянуло его до микроволновых длин. Сегодня его средняя температура — всего 2,73 Кельвина. Это реликтовое излучение, остаток Большого взрыва, впервые обнаруженный астрономами в 1964 году. Его гравитационное линзирование — искажение световых путей массой галактик — позволяет ученым, как отмечает Рагхунатхан, воссоздать крупномасштабную структуру Вселенной, картируя распределение галактик и пустот.

После рекомбинации наступили Космические Темные Века. Лишь спустя миллионы лет гравитация сжала газовые облака, дав жизнь первым звездам. К моменту, когда Вселенной исполнился примерно 1 миллиард лет, она уже сияла галактиками, наполненными звездами, — начался Космический Рассвет.


Новое на сайте

20327Кости прерий: как истребление бизонов породило целую индустрию — и сама себя же уничтожила 20326Кто и зачем взламывает серверы Ollama и ComfyUI ради ключей от AWS? 20325Как злоумышленники спрятали командный сервер внутри блокчейна и почему его невозможно... 20324Брюссель заставляет Android делиться секретами с чужими ИИ-помощниками 20323WordPress: как два бага слились в одну критическую дыру, которую назвали wp2shell 20322Как китайские хакеры обманули DigiCert и украли сертификаты для подписи кода? 20321Что скрывается за уязвимостью, которую агентство США внесло в список активно используемых... 20320Автономные системы наступают быстрее, чем инфраструктура для управления ими: кто выиграет... 20319Почему в OpenSSL нашли дыру, съедающую память серверов, но не дали ей даже номер CVE? 20317SonicWall SMA 1000: как два бага превратили VPN-шлюз в бэкдор для атакующих 20316Может ли уязвимость в клиенте Zoom для Windows открыть доступ к чужому аккаунту без... 20315TELEPUZ: новый вредонос на C, который научился прятаться в Telegram, Steam и блокчейне... 20314Дома из дёрна: как исландцы триста лет прятались от холода под слоем земли и травы 20313Как один токен от чужого сервиса мог впустить злоумышленника в чужой аккаунт n8n?
Ссылка