Στην απαρχή του Σύμπαντος, προτού κάνουν την εμφάνισή τους τα πρώτα άστρα, κυριαρχούσε το απόλυτο σκοτάδι. Παρά το γεγονός ότι σήμερα το νυχτερινό ουρανό διασχίζουν οι ακτίνες των αστεριών, στο ξεκίνημα του Σύμπαντος τα πράγματα ήταν πολύ διαφορετικά. Αν και το φως δημιουργήθηκε σχεδόν αμέσως μετά το Big Bang, χρειάστηκαν εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια μέχρι να απελευθερωθεί και να μπορέσει να ταξιδέψει ελεύθερα στο Διάστημα.
Το 1929, ο Edwin Hubble ανακάλυψε ότι το Σύμπαν διαστέλλεται, παρατηρώντας την κίνηση των γαλαξιών. Η ανακάλυψη αυτή οδήγησε τους επιστήμονες στην ιδέα ότι το Σύμπαν ξεκίνησε από ένα υπέρπυκνο και υπερθερμό σημείο πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, μια στιγμή που σήμερα αναγνωρίζουμε ως το Big Bang.
Με τη γέννηση του Σύμπαντος δημιουργήθηκε ταυτόχρονα και ο χώρος. Η ενέργεια που υπήρχε τότε ήταν τόσο συμπυκνωμένη, που σύμφωνα με τη γνωστή εξίσωση του Einstein, E=mc², μπορούσε να μετατραπεί σε ύλη. Καθώς το Σύμπαν άρχισε να διαστέλλεται, η ενέργεια αραίωσε και η θερμοκρασία μειώθηκε. Μέσα στο πρώτο δευτερόλεπτο μετά το Big Bang σχηματίστηκαν τα πρώτα σωματίδια, ανάμεσά τους και τα φωτόνια, τα βασικά σωματίδια του φωτός.
Περίπου τρία λεπτά αργότερα, οι πρώτοι πυρήνες ατόμων άρχισαν να σχηματίζονται μέσω σύντηξης πρωτονίων και νετρονίων, δημιουργώντας πυρήνες ηλίου και άλλων ελαφρών στοιχείων. Ωστόσο, παρόλο που το φως υπήρχε ήδη, δεν μπορούσε να ταξιδέψει στο Σύμπαν. Η αιτία ήταν η απίστευτα υψηλή θερμοκρασία, που κρατούσε τα ηλεκτρόνια ελεύθερα, αποτρέποντας τον σχηματισμό σταθερών ατόμων.
Σε αυτό το στάδιο, το Σύμπαν έμοιαζε περισσότερο με ένα πυκνό, καυτό πλάσμα, όπου τα φωτόνια συγκρούονταν συνεχώς με ηλεκτρόνια και δεν μπορούσαν να κινηθούν σε ευθεία γραμμή. Κάθε προσπάθεια του φωτός να κινηθεί εμποδιζόταν από συνεχείς συγκρούσεις, με αποτέλεσμα να μένει «παγιδευμένο».
Ένα παρόμοιο φαινόμενο παρατηρείται και στον Ήλιο. Εκεί, τα φωτόνια που παράγονται στο κέντρο του άστρου προσπαθούν να φτάσουν στην επιφάνειά του, αλλά λόγω της υψηλής θερμοκρασίας και της παρουσίας ελεύθερων ηλεκτρονίων, χρειάζονται 1 έως 2 εκατομμύρια χρόνια για να διασχίσουν την απόσταση αυτή, παρά το γεγονός ότι το φως ταξιδεύει με τεράστια ταχύτητα στο κενό.
Η κατάσταση στο πρώιμο Σύμπαν άρχισε να αλλάζει περίπου 380.000 χρόνια μετά το Big Bang. Η συνεχιζόμενη διαστολή οδήγησε σε περαιτέρω ψύξη και, μόλις η θερμοκρασία έπεσε κοντά στους 3.000 Kelvin, οι πυρήνες των ατόμων κατάφεραν να «συλλάβουν» τα ελεύθερα ηλεκτρόνια. Τότε σχηματίστηκαν τα πρώτα ουδέτερα άτομα και το Σύμπαν έγινε διαφανές στο φως.
Αυτό ήταν το σημείο καμπής. Οι πρώτοι φωτεινοί παλμοί, που είχαν δημιουργηθεί από τα πρώτα δευτερόλεπτα της ύπαρξης του σύμπαντος, μπόρεσαν επιτέλους να ταξιδέψουν ανεμπόδιστα. Το φως αυτό είχε τότε μήκη κύματος που αντιστοιχούν σε κοντινό υπέρυθρο και ορατό φάσμα. Μετά από πάνω από 13 δισεκατομμύρια χρόνια συνεχιζόμενης διαστολής και ψύξης, το ίδιο φως έχει πλέον μετατοπιστεί σε μικροκυματικές συχνότητες, με μέση θερμοκρασία μόλις 2,73 Kelvin.
Το 1964, αστρονόμοι ανίχνευσαν για πρώτη φορά αυτή την ακτινοβολία, γνωστή σήμερα ως κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου. Η μελέτη αυτής της ακτινοβολίας αποκάλυψε πολύτιμες πληροφορίες για τη δομή του Σύμπαντος. Για παράδειγμα, το φαινόμενο του βαρυτικού φακού, κατά το οποίο το φως καμπυλώνεται λόγω της βαρύτητας των γαλαξιών, επιτρέπει στους επιστήμονες να χαρτογραφήσουν την κατανομή των μαζών στο Σύμπαν και τις τεράστιες κενές περιοχές ανάμεσα στους γαλαξίες.
Αμέσως μετά την απελευθέρωση του φωτός, το Σύμπαν εισήλθε σε μια φάση που ονομάζεται «κοσμική σκοτεινή εποχή». Χρειάστηκαν εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια για να αρχίσουν τα νέφη αερίων να καταρρέουν λόγω της βαρύτητας, σχηματίζοντας τελικά τα πρώτα άστρα. Κάπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά το Big Bang, οι πρώτοι γαλαξίες ήταν πια γεμάτοι αστέρες και το Σύμπαν μπήκε στην εποχή της κοσμικής αυγής.
Έτσι, αν και το φως υπήρχε από τα πρώτα δευτερόλεπτα του Σύμπαντος, χρειάστηκαν εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια μέχρι να ελευθερωθεί και δισεκατομμύρια χρόνια μέχρι να φωτίσει το Σύμπαν όπως το γνωρίζουμε σήμερα.
[via]
