初期の宇宙は明るかったのか、暗かったのか?

光は宇宙のいたるところに存在しますが、ビッグバンの直後に誕生したのでしょうか？答えは「いいえ」です。しかし、光の誕生は何百万年にも及ぶ魅力的な物語です。

今日、星や銀河からの光が夜空を照らしています。しかし、ビッグバン直後、約138億年前の宇宙は、真っ暗でした - 写真：AI

Live Scienceによると、ビッグバンは物質を生み出しただけでなく、空間と時間も創造しました。当初、宇宙のすべての物質とエネルギーは、非常に小さな超高密度の点に圧縮されていました。宇宙が膨張し始めると、そのエネルギーは徐々に冷え、ビッグバンから1秒も経たないうちに最初の素粒子が形成されました。

38万年間「監禁」された光

光子は非常に初期に形成されたにもかかわらず、最初の38万年間は光は宇宙全体に広がることができませんでした。その理由は、宇宙があまりにも高温で、電子の動きが速すぎて原子核と結合して原子を形成できなかったためです。

その結果、太陽の中心部の光が表面に逃げる前に何百万年もの間閉じ込められているのと同じように、光が自由電子によって絶えず散乱される濃い「スープ」が生まれます。

宇宙が膨張し、約3,000ケルビン（2,725℃）まで冷えたとき、電子は原子核と結合して中性原子を形成し始めました。この時点で、光子は自由に動き回れるようになり、初めて光が真に宇宙に「放出」されました。

当時放射された光は近赤外線または可視光線の波長でしたが、130億年以上の膨張を経て、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）と呼ばれる極めて長い波長に引き伸ばされました。これは人類が観測した中で最も古い光であり、1964年に初めて観測されました。

マイクロ波背景放射の分析は、銀河の分布や銀河間の巨大な空隙など、宇宙の大規模構造を科学者がより深く理解するのに役立っています。

宇宙はかつて「暗黒時代」を経験した

宇宙に最初の光が放たれ、光子が宇宙空間を自由に伝播できるようになった瞬間から、宇宙はすぐに今日の星空のように明るくなったわけではなく、「宇宙の暗黒時代」と呼ばれる長い期間に入りました。

これは数億年続いた特別な時代であり、宇宙はほぼ完全に暗く冷たかった。光は存在し、広がっていたかもしれないが、星や銀河のような明らかな光源は存在しなかった。

当時の宇宙には、ビッグバン直後に形成された基本構成要素である水素とヘリウムという、最も単純な元素しか存在していませんでした。これらの元素は薄いガスの形で存在しており、まだ光を発する天体を形成するには至っていませんでした。

巨大なガス雲が重力によって徐々に引き寄せられ、暗黒時代は終わりを告げました。数億年をかけて、これらのガス領域は密度が高まり、内部に崩壊しました。その結果、温度と圧力が上昇し、現在の太陽の中心部で起こっているのと同様の熱核反応が引き起こされ、宇宙史上最初の星々が誕生しました。

ビッグバンから約10億年後、これらの初期の星々は光を放ち始め、宇宙を覆っていた原始の闇を徐々に払拭しました。星の数が増えるにつれて、それらは星団を形成し、最終的に最初の銀河を形成しました。

これは科学者が「宇宙の夜明け」と呼ぶ瞬間であり、光が実際に宇宙全体に広がり、今日私たちが知っている星空の宇宙の基礎が築かれた瞬間を示しています。

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ミン・ハイ

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