Hari ini, kegelapan malam diselingi dengan cahaya bintang -bintang. Tetapi sebelum bintang -bintang lahir, apakah cahaya bersinar di awal alam semesta?
Jawaban singkatnya adalah “tidak.” Namun respons panjang mengungkapkan perjalanan luar biasa Light. Pada awalnya, cahaya alam semesta awal “ditangkap”, dan butuh beberapa ratus ribu untuk melarikan diri. Kemudian, bintang -bintang membutuhkan waktu sekitar 100 juta tahun.
Saat memeriksa kecepatan dan arah di mana galaksi bergerak, astronom Edwin Hubble ditemukan Semesta sedang berkembang. Penemuan tahun 1929 ini menyarankan bahwa kosmos itu pernah lebih kecil, dan para ilmuwan akhirnya menghitung bahwa seluruh alam semesta berkonsentrasi pada titik padat yang tak terbatas sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, sampai hingga Big Bang telah terjadi.
“Dengan Big Bang, ruang itu diciptakan dan diperluas, bersama dengan segala sesuatu di alam semesta”, Andrew LaydenPresiden Fisika dan Astronomi Universitas Bowling Green di Ohio, Live Science.
Satu -satunya cara di mana seluruh materi yang sekarang menyusun alam semesta dapat muat di tempat kecil “adalah jika itu adalah energi pada waktu itu,” kata Layden. Persamaan Einstein yang terkenal E = MC2 Dia mengungkapkan bahwa energi dan adonan dapat dipertukarkan, Layden menjelaskan.
Seperti dia semesta Diperluas, kepadatan energinya menurun dan didinginkan. Partikel pertama mulai terbentuk dalam detik pertama setelah Big Bang, Menurut Observatorium Las Cumbres. Ini termasuk Foton lampu rias itu, serta proton, neutron dan elektron yang disusun atom. Kira -kira tiga menit setelah Big Bang, proton dan neutron dapat menyatu untuk membuat inti atom seperti helium, menurut POT.
“Pikirkan tentang kabut dan embun,” kata Layden. “Partikel -partikel dalam keadaan energi tinggi tersebar seperti air dalam kabut, dan ketika energi menjadi cukup rendah, mereka dapat mengembun seperti tetes embun.”
Terkait: Bisakah sesuatu berjalan lebih cepat dari kecepatan cahaya?
Namun, meskipun foton cahaya ada dari detik pertama setelah Big Bang, mereka tidak bisa bersinar di alam semesta. Ini karena kosmosnya sangat panas sehingga “elektron bergerak terlalu cepat Inti atom Untuk menjaga mereka di orbit di sekitar mereka, “kata Layden.” Alam semesta hanyalah sup yang sangat panas dan padat ini. “
Semua elektron yang meluas secara bebas di alam semesta awal berarti bahwa cahaya tidak bisa banyak bergerak. “Ketika Light mencoba melakukan perjalanan dalam garis lurus selama waktu ini, dia selalu berlari ke dalam elektron, jadi dia tidak bisa melangkah terlalu jauh,” kata Layden.
Ada situasi yang sama di dalam sinar matahari, Srinivasan RaghunathanSeorang kosmolog di University of Illinois, Urban-Champaign, mengatakan sains langsung. “Anda dapat membayangkan foton cahaya yang diciptakan oleh reaksi nuklir di tengah matahari mencoba naik ke permukaan matahari,” katanya. “Pusat matahari sangat panas, jadi ada banyak elektron gratis yang ada. Ini berarti bahwa cahaya tidak dapat melakukan perjalanan dengan garis lurus.”
Jarak dari tengah matahari ke permukaannya adalah sekitar 432.450 mil (696.000 kilometer). Kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah sekitar 186.000 mil per detik (300.000 km/dtk), tetapi di bawah sinar matahari, “dibutuhkan sekitar 1 juta hingga 2 juta tahun ketika cahaya melarikan diri dari tengah matahari ke permukaannya,” kata Raghunathan.
Namun, sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang, perluasan alam semesta memungkinkan Cosmos cukup dingin untuk inti atom menjadi glom dalam elektron. “Ketika itu terjadi, semua elektron itu tidak lagi gratis,” kata Layden. “Ini terjadi di sekitar 3.000 Kelvin [4,940 degrees Fahrenheit, or 2,725 degrees Celsius]Suhu permukaan bintang kemerahan dingin. “
Dalam beberapa tahun yang singkat, “semuanya akan menjadi sup panas ke alam semesta yang jernih di mana cahaya dapat melakukan perjalanan dengan bebas,” kata Layden. “Pada waktu itu, foton pertama di alam semesta dapat melarikan diri.”
Cahaya khas alam semesta saat sekitar 3.000 Kelvins dekatinframerah ke Panjang gelombang yang terlihatLayden menunjukkan. Namun, ketika kosmos diperluas dalam lebih dari 13 miliar tahun dan didinginkan pada suhu rata -rata sekitar 2,73 kelvin (kurang 455 F, atau kurang 270 C), cahaya pertama alam semesta meluas ke panjang gelombang gelombang mikro yang lebih panjang.
Astronom pertama -tama mendeteksi radiasi berlebihan Big Bang ini, yang disebut latar belakang gelombang mikro kosmik, dalam 1964.
Menganalisis microwave ini telah menghasilkan banyak ide. Sebagai contoh, daya tarik gravitasi galaksi dapat mendistorsi cahaya, fenomena yang disebut lensa gravitasi. Meneliti jumlah distorsi yang dialami latar belakang microwave kosmik di berbagai bagian langit dapat membantu para ilmuwan merekonstruksi struktur skala besar alam semesta: disposisi galaksi dan raksasa raksasa di antara mereka di seluruh kosmos, kata Raghunathan.
Setelah cahaya Big Bang dilepaskan, alam semesta mengalami periode yang dikenal sebagai Abad Pertengahan Kosmik. Akhirnya, setelah jutaan tahun, daya tarik gravitasi awan gas menyebabkan kelompok materi ini runtuh pada diri mereka sendiri.
“Ini menciptakan generasi pertama bintang, dan alam semesta memiliki galaksi yang penuh dengan bintang dalam waktu sekitar satu miliar tahun setelah Big Bang, memulai fajar kosmik,” kata Layden.
Kuesioner matahari: Seberapa baik Anda mengenal bintang lokal kami?
