Сегодня ночное небо усыпано мерцающими звёздами. Но было ли во Вселенной свет до их появления?
Короткий ответ — «нет». Однако полная история раскрывает удивительное путешествие света от момента рождения космоса.
Большой взрыв и первые частицы
В 1929 году астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики разлетаются в разные стороны, доказав, что Вселенная расширяется. Это навело учёных на мысль, что когда-то она была сжата в бесконечно плотную точку — пока 13,8 миллиардов лет назад не произошёл Большой взрыв.
«Большой взрыв создал само пространство, которое начало расширяться вместе со всем содержимым Вселенной», — объясняет Эндрю Лейден, астрофизик из Университета Боулинг Грин.
Первые частицы появились уже в первую секунду после взрыва:
-
фотоны (частицы света),
-
протоны, нейтроны и электроны (из которых позже сложатся атомы).
К трём минутам существования Вселенной протоны и нейтроны начали сливаться, образуя ядра гелия и других лёгких элементов.
Почему свет не мог пробиться?
Хотя фотоны существовали с первых мгновений, они не могли свободно распространяться. Ранняя Вселенная напоминала раскалённый суп из частиц, где электроны носились так быстро, что атомные ядра не могли их удержать.
«Свет пытался двигаться прямо, но постоянно сталкивался с электронами — как в густом тумане», — говорит Лейден.
Пример из Солнца:
Фотону, рождённому в ядре Солнца, требуется 1–2 миллиона лет, чтобы достичь поверхности, потому что свободные электроны мешают ему пройти напрямую.
Освобождение света: 380 000 лет спустя
Примерно через 380 000 лет после Большого взрыва Вселенная остыла до 3000 Кельвинов (как поверхность красного карлика), и электроны наконец связались с ядрами, образуя атомы.
«Всё произошло быстро: горячая плазма превратилась в прозрачную Вселенную, где свет смог свободно распространяться», — говорит Лейден.
Первый свет Вселенной имел инфракрасно-оранжевые оттенки, но из-за расширения космоса за 13 миллиардов лет он «растянулся» до микроволнового диапазона. Именно это реликтовое излучение (космический микроволновый фон) впервые зафиксировали в 1964 году.
Тёмные века и рождение звёзд
После освобождения света Вселенная погрузилась в космические «тёмные века» — период, когда не было ни звёзд, ни галактик. Лишь через сотни миллионов лет гравитация сжала газовые облака, и зажглись первые звёзды.
«К моменту, когда Вселенной исполнился 1 миллиард лет, она уже сияла галактиками — начался „космический рассвет“», — заключает Лейден.
Почему это важно?
-
Реликтовое излучение — это «отпечаток» молодой Вселенной, помогающий изучать её структуру.
-
Гравитационное линзирование искажает этот свет, позволяя астрономам картографировать распределение галактик и тёмной материи.
-
Первые звёзды изменили химию космоса, создав тяжёлые элементы, из которых позже сформировались планеты и жизнь.
Вывод: Свет не просто появился — он пробился сквозь хаос ранней Вселенной, чтобы спустя миллиарды лет стать для нас ключом к разгадке её тайн.
