Saat ini, The Dark of Night diselingi dengan cahaya bintang. Tetapi sebelum bintang -bintang lahir, apakah cahaya bersinar di awal alam semesta?
Jawaban singkatnya adalah “tidak.” Tapi jawaban panjang mengungkapkan perjalanan luar biasa Light. Pada awalnya, cahaya alam semesta awal “terperangkap,” dan butuh beberapa ratus ribu tahun untuk melarikan diri. Kemudian, butuh sekitar 100 juta tahun bagi bintang untuk terbentuk.
Dengan memeriksa kecepatan dan arah di mana galaksi bergerak, astronom Edwin Hubble ditemukan Semesta sedang berkembang. Penemuan tahun 1929 ini menyarankan bahwa kosmos pernah lebih kecil, dengan para ilmuwan akhirnya menghitung bahwa seluruh alam semesta terkonsentrasi menjadi satu, titik padat tak terbatas sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, sampai hingga Big Bang telah terjadi.
“Dengan Big Bang, ruang diciptakan dan diperluas, bersama dengan segala sesuatu di alam semesta,” Andrew LaydenKetua Fisika dan Astronomi di Bowling Green State University di Ohio, mengatakan kepada Live Science.
Satu -satunya cara semua masalah yang sekarang membentuk alam semesta bisa muat di tempat kecil “adalah jika itu adalah energi pada waktu itu,” kata Layden. Persamaan terkenal Einstein E = MC2 mengungkapkan bahwa energi dan massa dapat dipertukarkan, Layden menjelaskan.
Sebagai semesta Diperluas, kepadatan energinya menurun, dan mendingin. Partikel pertama kemudian mulai terbentuk dalam detik pertama setelah Big Bang, Menurut Las Cumbres Observatory. Ini termasuk foton yang membentuk cahaya, serta proton, neutron, dan elektron yang membentuk atom. Sekitar tiga menit setelah Big Bang, proton dan neutron dapat menyatu untuk membuat inti atom seperti helium, menurut NASA.
“Pikirkan kabut dan embun,” kata Layden. “Partikel-partikel dalam keadaan berenergi tinggi tersebar seperti air dalam kabut, dan ketika energi menjadi cukup rendah, mereka dapat memadatkan seperti tetesan embun.”
Terkait: Bisakah sesuatu melakukan perjalanan lebih cepat dari kecepatan cahaya?
Namun, meskipun foton cahaya ada sejak detik pertama setelah Big Bang, mereka belum bisa bersinar di seluruh alam semesta. Ini karena kosmos awal sangat panas sehingga “elektron bergerak terlalu cepat inti atom Untuk menahan mereka di orbit di sekitar mereka, “kata Layden.” Semesta hanya sup yang sangat panas dan padat ini. “
Semua elektron melingkari secara bebas di alam semesta awal berarti bahwa cahaya tidak bisa bergerak terlalu banyak. “Ketika Light mencoba melakukan perjalanan dalam garis lurus selama ini, selalu menabrak elektron, jadi itu tidak bisa melangkah terlalu jauh,” kata Layden.
Situasi serupa ditemukan di dalam sinar matahari, Srinivasan Raghunathanseorang kosmolog di University of Illinois, Urbana-Champaign, mengatakan kepada Live Science. “Anda bisa membayangkan foton cahaya yang diciptakan oleh reaksi nuklir di tengah matahari mencoba keluar ke permukaan matahari,” katanya. “Pusat matahari sangat panas, dan jadi ada banyak elektron gratis yang ada. Ini berarti cahaya tidak dapat melakukan perjalanan dalam 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 untuk cahaya untuk melarikan diri dari tengah matahari ke permukaannya,” kata Raghunathan.
Namun, sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang, perluasan alam semesta membiarkan Cosmos cukup dingin untuk inti atom untuk glom ke elektron. “Ketika itu terjadi, semua elektron itu tidak lagi gratis,” kata Layden. “Ini terjadi sekitar 3.000 Kelvin [4,940 degrees Fahrenheit, or 2,725 degrees Celsius]suhu permukaan bintang kemerahan pendingin. “
Dalam beberapa tahun singkat, “semuanya berubah dari menjadi sup padat panas ke alam semesta yang jernih di mana cahaya dapat melakukan perjalanan dengan bebas,” kata Layden. “Pada saat itu, foton pertama di alam semesta dapat melarikan diri.”
Cahaya khas alam semesta ketika sekitar 3.000 Kelvins berada di dekat-inframerah ke Panjang gelombang yang terlihatLayden mencatat. Namun, ketika Cosmos meluas selama lebih dari 13 miliar tahun dan mendinginkan hingga suhu rata -rata sekitar 2,73 Kelvin (minus 455 F, atau minus 270 C), cahaya pertama alam semesta membentang ke panjang gelombang microwave yang lebih panjang.
Astronom pertama -tama mendeteksi radiasi sisa ini dari Big Bang, yang disebut latar belakang microwave kosmik, di 1964.
Menganalisis gelombang mikro ini telah menghasilkan banyak wawasan. Misalnya, tarikan gravitasi galaksi dapat mendistorsi cahaya – sebuah fenomena yang disebut lensing gravitasi. Meneliti jumlah distorsi yang dialami latar belakang microwave kosmik di titik-titik yang berbeda di langit dapat membantu para ilmuwan merekonstruksi struktur besar-besaran alam semesta-pengaturan galaksi dan raksasa raksasa di antara mereka di seluruh kosmos, kata Raghunathan.
Setelah cahaya dari Big Bang dirilis, alam semesta mengalami periode yang dikenal sebagai Zaman Kegelapan Kosmik. Akhirnya, setelah jutaan tahun, tarikan gravitasi awan gas menyebabkan gumpalan materi ini runtuh pada diri mereka sendiri.
“Ini menciptakan generasi pertama bintang, dan alam semesta memiliki galaksi yang penuh dengan bintang sekitar 1 miliar tahun setelah Big Bang, memulai fajar kosmik,” kata Layden.
Kuis matahari: Seberapa baik Anda mengenal bintang rumah kami?
