오늘날 별과 은하에서 나오는 빛이 밤하늘을 밝게 비춥니다. 하지만 빅뱅 직후인 약 138억 년 전, 우주는 완전히 어두웠습니다. - 사진: AI
라이브 사이언스에 따르면, 빅뱅은 물질을 탄생시켰을 뿐만 아니라 공간과 시간도 창조했습니다. 처음에는 우주의 모든 물질과 에너지가 작고 초고밀도의 지점으로 압축되었습니다. 우주가 팽창하기 시작하면서 그 에너지는 점차 식어, 빅뱅 후 1초도 채 되지 않아 최초의 기본 입자들이 형성될 수 있었습니다.
38만 년 동안 "갇힌" 빛
광자는 매우 일찍 형성되었지만, 처음 38만 년 동안은 빛이 우주 전체로 퍼져나갈 수 없었습니다. 그 이유는 우주가 너무 뜨거웠고, 전자가 너무 빨리 움직여 원자핵과 결합하여 원자를 형성할 수 없었기 때문입니다.
그 결과, 빛은 자유 전자에 의해 끊임없이 산란되어 짙은 "수프"가 되는데, 이는 태양 중심부의 빛이 표면으로 빠져나가기 전 수백만 년 동안 갇혀 있는 것과 같습니다.
우주가 팽창하고 약 3,000켈빈(2,725°C)까지 식은 후에야 전자가 원자핵과 결합하여 중성 원자를 형성하기 시작했습니다. 이 시점에서 광자는 자유롭게 움직일 수 있게 되었고, 처음으로 빛이 우주로 진정으로 "방출"되었습니다.
당시 방출된 빛은 원래 적외선이나 가시광선에 가까운 파장을 가지고 있었지만, 130억 년 이상의 팽창을 거치면서 우주 마이크로파 배경 복사(CMB)라고 불리는 매우 긴 파장으로 늘어났습니다. 이는 인간이 감지한 가장 오래된 빛으로, 1964년에 처음 관측되었습니다.
마이크로파 배경 복사를 분석한 것은 과학자들이 은하의 분포와 은하 사이의 거대한 공극을 포함하여 우주의 대규모 구조를 더 잘 이해하는 데 도움이 되었습니다.
우주는 한때 '암흑기'를 경험했습니다.
우주에 첫 빛이 방출되고 광자가 우주를 자유롭게 전파할 수 있게 된 순간, 우주는 오늘날 우리가 보는 별이 빛나는 밤하늘처럼 즉시 밝아지지 않았습니다. 대신, "우주 암흑기"라고 알려진 오랜 시기에 접어들었습니다.
이 시기는 수억 년 동안 지속된 특별한 시기였으며, 우주는 거의 완전히 어둡고 차가웠습니다. 빛이 존재하고 퍼져나갈 수는 있었지만, 별이나 은하처럼 뚜렷한 빛의 근원은 존재하지 않았습니다.
당시 우주에는 빅뱅 직후 형성된 기본 구성 요소인 수소와 헬륨이라는 가장 단순한 원소들만 존재했습니다. 이 원소들은 희박한 기체 상태로 존재했으며, 아직 빛을 방출할 수 있는 천체를 형성할 만큼 충분한 상태에 이르지 못했습니다.
그 암흑기는 중력이 거대한 가스 구름들을 점차 더 가까이 끌어당기면서 비로소 끝났습니다. 수억 년에 걸쳐 이 가스 영역들은 스스로 붕괴할 만큼 밀도가 높아져 온도와 압력이 증가했고, 이는 오늘날 태양 핵에서 일어나는 것과 유사한 열핵 반응을 촉발하여 우주 역사상 최초의 별들을 탄생시켰습니다.
빅뱅 이후 약 10억 년 후, 이 초기 별들은 빛을 발하기 시작하며 우주에 가득했던 원시의 어둠을 점차 몰아냈습니다. 별의 수가 증가함에 따라 별들은 모여 성단을 이루었고, 결국 최초의 은하를 형성했습니다.
과학자들은 이 순간을 "우주의 새벽"이라고 부르는데, 빛이 우주 전체로 퍼져 나가 오늘날 우리가 알고 있는 별이 가득한 우주의 기초를 놓은 순간을 의미합니다.
출처: https://tuoitre.vn/vu-tru-thuo-so-khai-co-anh-sang-hay-la-dem-den-20250624161738474.htm
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