จักรวาลในยุคแรกมีแสงสว่างหรือความมืด?

แสงมีอยู่ทุกหนทุกแห่งในจักรวาล แต่แสงปรากฏขึ้นทันทีหลังบิ๊กแบงหรือไม่ คำตอบสั้นๆ คือ "ไม่" แต่การกำเนิดของแสงเป็นเรื่องราวที่น่าสนใจซึ่งกินเวลายาวนานนับล้านปี

ทุกวันนี้ แสงจากดวงดาวและกาแล็กซีส่องสว่างบนท้องฟ้ายามค่ำคืน แต่หลังจากบิ๊กแบงเมื่อประมาณ 13,800 ล้านปีก่อน จักรวาลมืดมิดสนิท - ภาพ: AI

ตามรายงานของ Live Science บิ๊กแบงไม่เพียงแต่ให้กำเนิดสสารเท่านั้น แต่ยังสร้างอวกาศและเวลาอีกด้วย ในตอนแรก สสารและพลังงานทั้งหมดในจักรวาลถูกบีบอัดให้กลายเป็นจุดเล็กๆ ที่มีความหนาแน่นสูงมาก เมื่อจักรวาลเริ่มขยายตัว พลังงานดังกล่าวจะค่อยๆ เย็นลง ทำให้อนุภาคพื้นฐานแรกๆ ก่อตัวขึ้นในเวลาไม่ถึงหนึ่งวินาทีหลังจากบิ๊กแบง

แสง “ถูกจองจำ” นาน 380,000 ปี

แม้ว่าโฟตอนจะก่อตัวเร็วมาก แต่ในช่วง 380,000 ปีแรก แสงไม่สามารถแพร่กระจายไปทั่วอวกาศได้ สาเหตุก็คือจักรวาลร้อนเกินไป อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เร็วเกินไปจนไม่สามารถจับกับนิวเคลียสเพื่อสร้างอะตอมได้

ผลลัพธ์ที่ได้คือ "ซุป" หนาแน่น ซึ่งแสงจะถูกกระจายโดยอิเล็กตรอนอิสระอย่างต่อเนื่อง เหมือนกับแสงที่แกนกลางดวงอาทิตย์ที่ถูกกักไว้เป็นเวลานับล้านปี ก่อนที่จะหนีออกมาที่พื้นผิว

เมื่อเอกภพขยายตัวและเย็นลงเหลือประมาณ 3,000 เคลวิน (2,725°C) อิเล็กตรอนจึงเริ่มรวมตัวกับนิวเคลียสเพื่อสร้างอะตอมที่เป็นกลาง ณ จุดนี้ โฟตอนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ และเป็นครั้งแรกที่แสงถูก "ปลดปล่อย" สู่เอกภพอย่างแท้จริง

แสงที่เปล่งออกมาในสมัยนั้นเคยมีความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรดหรือแสงที่มองเห็นได้ แต่หลังจากขยายตัวออกไปกว่า 13,000 ล้านปี แสงดังกล่าวก็ถูกยืดออกจนกลายเป็นคลื่นยาวมาก เรียกว่า ไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (CMB) ซึ่งเป็นแสงที่เก่าแก่ที่สุดที่มนุษย์ตรวจพบ โดยสังเกตได้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2507

การวิเคราะห์รังสีไมโครเวฟพื้นหลังช่วยให้ นักวิทยาศาสตร์ เข้าใจโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลได้ดีขึ้น รวมถึงการกระจายตัวของกาแล็กซีและช่องว่างขนาดยักษ์ระหว่างกาแล็กซีด้วย

จักรวาลเคยประสบกับ “ยุคมืด”

หลังจากแสงแรกในจักรวาลถูกปลดปล่อยออกมา ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่โฟตอนสามารถแพร่กระจายไปในอวกาศได้อย่างอิสระ จักรวาลไม่ได้สว่างไสวขึ้นทันทีเหมือนกับท้องฟ้ายามค่ำคืนที่เต็มไปด้วยดวงดาวที่เราเห็นในปัจจุบัน แต่กลับเข้าสู่ช่วงเวลาอันยาวนานที่เรียกว่า "ยุคมืดของจักรวาล"

นี่คือช่วงเวลาพิเศษที่กินเวลานานหลายร้อยล้านปี เมื่อจักรวาลแทบจะมืดมิดและเย็นยะเยือกโดยสมบูรณ์ แสงอาจดำรงอยู่และแพร่กระจายได้ แต่ไม่มีแหล่งกำเนิดแสงที่ชัดเจน เช่น ดวงดาวหรือกาแล็กซี

ในอวกาศในเวลานั้นมีเพียงธาตุพื้นฐานอย่างไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่เกิดขึ้นไม่นานหลังจากบิ๊กแบง ธาตุเหล่านี้มีอยู่ในรูปของก๊าซบางๆ ที่ยังไม่อยู่ในสภาพเพียงพอที่จะก่อตัวเป็นวัตถุท้องฟ้าที่สามารถเปล่งแสงได้

ยุคมืดสิ้นสุดลงเมื่อแรงโน้มถ่วงค่อยๆ ดึงกลุ่มก๊าซยักษ์เข้ามาใกล้กันมากขึ้น เมื่อเวลาผ่านไปหลายร้อยล้านปี ภูมิภาคของก๊าซเหล่านี้มีความหนาแน่นเพียงพอที่จะยุบตัวลง ทำให้อุณหภูมิและความดันเพิ่มขึ้น ซึ่งในทางกลับกันก็กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ซึ่งคล้ายกับที่เกิดขึ้นที่แกนกลางของดวงอาทิตย์ในปัจจุบัน ก่อให้เกิดดวงดาวดวงแรกในประวัติศาสตร์ของจักรวาล

ประมาณหนึ่งพันล้านปีหลังบิ๊กแบง ดวงดาวในยุคแรกเริ่มเปล่งแสง ทำให้ความมืดมิดดั้งเดิมที่แผ่กระจายไปทั่วอวกาศค่อยๆ หายไป เมื่อจำนวนดาวเพิ่มขึ้น พวกมันก็รวมตัวกันเป็นกลุ่มดาว ซึ่งในที่สุดก็ก่อตัวเป็นกาแล็กซีแห่งแรก

นี่คือช่วงเวลาที่นักวิทยาศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่า "รุ่งอรุณของจักรวาล" โดยเป็นช่วงเวลาที่แสงแผ่กระจายไปทั่วอวกาศอย่างแท้จริงและวางรากฐานสำหรับจักรวาลที่เต็มไปด้วยดวงดาวตามที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน

กลับไปสู่หัวข้อ

มินห์ ไฮ

ที่มา: https://tuoitre.vn/vu-tru-thuo-so-khai-co-anh-sang-hay-la-dem-den-20250624161738474.htm