האם היקום המוקדם היה בהיר או חשוך?

אור נמצא בכל מקום ביקום, אבל האם הוא הופיע מיד לאחר המפץ הגדול? התשובה הקצרה היא 'לא', אבל לידת האור היא סיפור מרתק המשתרע על פני מיליוני שנים.

כיום, אור הכוכבים והגלקסיות מאיר את שמי הלילה. אבל מיד לאחר המפץ הגדול, לפני כ-13.8 מיליארד שנים, היקום היה חשוך לחלוטין - צילום: AI

לפי Live Science, המפץ הגדול לא רק הוליד חומר, אלא גם יצר מרחב וזמן. בתחילה, כל החומר והאנרגיה ביקום נדחסו לנקודה זעירה וצפופה במיוחד. ככל שהיקום החל להתפשט, אנרגיה זו התקררה בהדרגה, מה שאפשר לחלקיקים היסודיים הראשונים להיווצר פחות משנייה לאחר המפץ הגדול.

אור "כלא" במשך 380,000 שנה

למרות שפוטונים נוצרו מוקדם מאוד, במשך 380,000 השנים הראשונות, אור לא יכול היה להתפשט ברחבי החלל. הסיבה לכך הייתה שהיקום היה חם מדי, אלקטרונים נעו מהר מדי מכדי להיקשר לגרעינים וליצור אטומים.

התוצאה היא "מרק" צפוף שבו האור מתפזר כל הזמן על ידי אלקטרונים חופשיים, בדומה לאור בליבת השמש שנלכד כעת במשך מיליוני שנים לפני שהוא נמלט אל פני השטח.

רק כאשר היקום התרחב והתקרר לכ-3,000 קלווין (2,725 מעלות צלזיוס), החלו אלקטרונים להתחבר עם גרעינים ליצירת אטומים ניטרליים. בנקודה זו, הפוטונים היו חופשיים לנוע, ולראשונה, אור באמת "שוחרר" לתוך היקום.

לאור שנפלט באותה תקופה היו אורכי גל קרובים לאינפרא אדום או גלויים, אך לאחר יותר מ-13 מיליארד שנות התפשטות, הוא נמתח לגלים ארוכים במיוחד, הנקראים קרינת רקע קוסמית (CMB). זהו האור העתיק ביותר שזוהה אי פעם על ידי בני אדם, שנצפה לראשונה בשנת 1964.

ניתוח קרינת הרקע של מיקרוגל עזר למדענים להבין טוב יותר את המבנה בקנה מידה גדול של היקום, כולל פיזור הגלקסיות והחללים הענקיים ביניהן.

היקום חווה פעם "עידן אפל"

לאחר שחרור האור הראשון ביקום, הרגע בו פוטונים יכלו להתפשט בחופשיות בחלל, היקום לא הפך מיד לבהיר כמו שמי הלילה זרועי הכוכבים שאנו רואים כיום. במקום זאת, הוא נכנס לתקופה ארוכה המכונה "ימי הביניים הקוסמיים".

זו הייתה תקופה מיוחדת שנמשכה מאות מיליוני שנים, כאשר היקום היה כמעט חשוך וקר לחלוטין. אור היה יכול להתקיים ולהתפשט, אך לא היו מקורות אור ברורים כמו כוכבים או גלקסיות.

החלל באותה תקופה הכיל רק את היסודות הפשוטים ביותר, מימן והליום, המרכיבים הבסיסיים שנוצרו זמן קצר לאחר המפץ הגדול. יסודות אלה היו קיימים בצורת גז דק, שעדיין לא היה כשיר ליצור גופים שמימיים שיכולים לפלוט אור.

עידן חשוך זה הסתיים כאשר כוח המשיכה משך בהדרגה את ענני הגז הענקיים יחד. במשך מאות מיליוני שנים, אזורי גז אלה הפכו צפופים מספיק כדי לקרוס לתוך עצמם, מה שהגביר את הטמפרטורה והלחץ, אשר בתורם גרמו לתגובות תרמו-גרעיניות, בדומה לאלו שבליבת השמש כיום, ויצרו את הכוכבים הראשונים בהיסטוריה של היקום.

כמיליארד שנים לאחר המפץ הגדול, כוכבים מוקדמים אלה החלו לפלוט אור, תוך שהם מפזרים בהדרגה את החושך הקדמון שאפף את החלל. ככל שמספר הכוכבים גדל, הם התלכדו לצבירים, שבסופו של דבר יצרו את הגלקסיות הראשונות.

זהו הרגע שמדענים מכנים "שחר קוסמי", המסמן את הרגע שבו אור באמת התפשט ברחבי החלל והניח את היסודות ליקום זרוע כוכבים כפי שאנו מכירים אותו כיום.

חזרה לנושא

מין היי

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