ШТА СЕ ДЕСИЛО ПОСЛЕ ВЕЛИКОГ ПРАСКА Да ли је на рођењу свемира била светлост или мрак?

Кратак одговор је "не", али дуг одговор открива изузетно путовање светлости. Прво је светлост раног универзума била "заробљена" и требало јој је неколико стотина хиљада година да се ослободи. Затим је било потребно око 100 милиона година да се формирају звезде.

Испитујући брзину и правац кретања галаксија, астроном Едвин Хабл је открио да се универзум шири. Ово откриће из 1929. сугерисало је да је космос некад био мањи и научници су израчунали да је читав универзум био концентрисан у једну, неограничено густу тачку пре око 13,8 милијарди година, док се није десио Велики прасак.

С Великим праском је створен и раширен простор, заједно са свим у универзуму. Једини начин да сва материја која сад чини универзум стане у неку малену тачку јесте да је тада била енергија. Ајнштајнова чувена једначина Е=мц2 показала је да енергија и маса могу бити узајамно заменљиве, објашња Ендрју Лејден, професор физике и астрономије са Универзитета Боулинг Грин у Охају.

Док се универзум ширио, густина његове енергије се смањивала и хладио се. Прве честице су онда почеле да настају у првој секунди након Великог праска. Међу њима су били фотони, који чине светлост, као и протони, неутрони и електрони, који чине атоме. Отприлике три минута након Великог праска, протони и неутрони су могли да се споје да би створили језгра атома попут хелијума.

Као магла и роса: честице у високоенергетском стању су расејане као вода у магли и кад енергија постане довољно ниска могу да се кондензују као капљице росе, каже Лејден.

Међутим, иако су фотони светлости постојали од прве секунде након Великог праска, нису још могли да сијају широм универзума. Зато што је рани космос био толико врео да су се електрони кретали превише брзо да би их атомска језгра држала у орбити. Универзум је био веома врела, густа супа.

Електрони који јуре унаоколо слободни у раном универзуму значили су да светлост не може да се креће баш много. Покушавајући да путује по правој линији током тог времена, светлост је увек ударала у електроне, тако да није могла да оде далеко, каже Лејден.

Слична ситуација постоји у случају Сунца, описује космолог Сринивасан Рагунатан са Универзитета Илиноиса у Урбана-Шампејну. Можете замислити фотон створен нуклеарном реакцијом у центру Сунца који покушава да изађе на површину. Средиште Сунца је екстремно врело, тако да има много слободних електрона. То значи да светлост не може да путује у правим линијама.

Удаљеност од центра Сунца до његове површине је око 696.000 километара. Брзина светлости у вакууму је око 300.000 километара по секунди, али у Сунцу је потребно око 1-2 милиона година да светлост побегне из центра на површину.

Међутим, око 380.000 година након Великог праска, ширење универзума омогућило је да се космос охлади довољно да атомска језгра вежу електроне. То се дешава на отприлике 2.725 степени Целзијусових, што је површинска температура охлађене црвенкасте звезде.

За кратко време, све се претвара из вреле густе супе у јасан универзум где светлост може да путује слободно. У том тренутку, први фотони у универзуму могу да побегну.

Светлост типична за универзум на горепоменутој температури била је у распону од блиско инфрацрвених до видљивих таласних дужина. Међутим, док се космос ширио током више од 13 милијарди година и охладио на просечних -270 степени Целзијусових, прва светлост универзума прешла је на веће микроталасне дужине. Астрономи су прво детектовали ово прастаро зрачење од Великог праска, такозвано космичко позадинско зрачење, 1964. године.

Анализа ових микроталаса дала је многе увиде. На пример, гравитациона сила галаксија може да деформише светлост – тај феномен се назива гравитационо сочиво. Испитивање количине дисторзије коју је космичко позадинско зрачење доживело у различитим тачкама на небу може помоћи научницима да реконструишу структуру универзума великих размера – распоред галаксија и џиновских празнина између њих широм космоса.

Након што је светлост од Великог праска била ослобођена, универзум је доживео период познат као космичко мрачно доба. Након више милиона година, гравитациона сила облака гаса довела је то тога да се ове гомиле материје уруше.