จักรวาลในยุคแรกมีแสงสว่างหรือความมืด?

แสงมีอยู่ทุกหนทุกแห่งในจักรวาล แต่มันปรากฏขึ้นทันทีหลังจากบิ๊กแบงหรือไม่? คำตอบสั้นๆ คือ "ไม่" แต่การกำเนิดของแสงเป็นเรื่องราวอันน่าทึ่งที่กินเวลายาวนานนับล้านปี

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

ตามรายงานของ Live Science บิ๊กแบงไม่เพียงแต่ให้กำเนิดสสารเท่านั้น แต่ยังสร้างอวกาศและเวลาอีกด้วย ในตอนแรก สสารและพลังงานทั้งหมดในจักรวาลถูกบีบอัดให้กลายเป็นจุดเล็กๆ ที่มีความหนาแน่นสูงมาก เมื่อจักรวาลเริ่มขยายตัว พลังงานดังกล่าวจะค่อยๆ เย็นลง ทำให้อนุภาคมูลฐานแรกๆ ก่อตัวขึ้นภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งวินาทีหลังจากบิ๊กแบง

แสง “ถูกกักขัง” ไว้ 380,000 ปี

แม้ว่าโฟตอนจะก่อตัวเร็วมาก แต่ในช่วง 380,000 ปีแรก แสงไม่สามารถแพร่กระจายไปทั่วอวกาศได้ สาเหตุคือจักรวาลร้อนเกินไป อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เร็วเกินไปจนไม่สามารถจับกับนิวเคลียสจนเกิดเป็นอะตอมได้

ผลลัพธ์ที่ได้คือ "ซุป" หนาแน่นซึ่งแสงจะถูกกระจายโดยอิเล็กตรอนอิสระอย่างต่อเนื่อง เช่นเดียวกับแสงที่แกนกลางของดวงอาทิตย์ที่ถูกกักเก็บไว้เป็นเวลานับล้านปีก่อนที่จะหนีออกมาที่พื้นผิว

จนกระทั่งเอกภพขยายตัวและเย็นลงเหลือประมาณ 3,000 เคลวิน (2,725°C) อิเล็กตรอนจึงเริ่มรวมตัวกับนิวเคลียสจนเกิดเป็นอะตอมที่เป็นกลาง ณ จุดนี้ โฟตอนมีอิสระที่จะเคลื่อนที่ไปมา และเป็นครั้งแรกที่แสงถูก "ปลดปล่อย" สู่เอกภพอย่างแท้จริง

แสงที่เปล่งออกมาในเวลานั้นเคยมีความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรดหรือความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ แต่หลังจากการขยายตัวมานานกว่า 13 พันล้านปี แสงก็ถูกยืดออกจนกลายเป็นคลื่นยาวมาก เรียกว่า ไมโครเวฟพื้นหลังจักรวาล (Cosmic Microwave Background: CMB) นี่เป็นแสงที่เก่าแก่ที่สุดที่มนุษย์เคยตรวจพบ โดยพบเห็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2507

การวิเคราะห์รังสีไมโครเวฟพื้นหลังช่วยให้ นักวิทยาศาสตร์ เข้าใจโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลได้ดีขึ้น รวมถึงการกระจายตัวของกาแล็กซีและช่องว่างขนาดยักษ์ระหว่างกาแล็กซีด้วย

จักรวาลเคยประสบกับ “ยุคมืด”

หลังจากแสงแรกในจักรวาลถูกปลดปล่อยออกมา ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่โฟตอนสามารถแพร่กระจายผ่านอวกาศได้อย่างอิสระ จักรวาลก็ไม่ได้สว่างไสวขึ้นทันทีเหมือนท้องฟ้ายามค่ำคืนที่เต็มไปด้วยดวงดาวที่เราเห็นในปัจจุบัน แต่กลับเข้าสู่ยุคอันยาวนานที่รู้จักกันในชื่อ "ยุคมืดของจักรวาล"

นี่เป็นช่วงเวลาพิเศษที่กินเวลานานหลายร้อยล้านปี เมื่อจักรวาลแทบจะมืดมิดและเย็นยะเยือกโดยสิ้นเชิง แสงอาจมีอยู่จริงและแผ่ขยายออกไปได้ แต่ไม่มีแหล่งกำเนิดแสงที่ชัดเจน เช่น ดวงดาวหรือกาแล็กซี

อวกาศในเวลานั้นมีเพียงธาตุพื้นฐานที่สุด คือ ไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่เกิดขึ้นไม่นานหลังจากบิ๊กแบง ธาตุเหล่านี้มีอยู่เป็นก๊าซบางๆ ซึ่งยังไม่อยู่ในสภาพที่เพียงพอที่จะก่อตัวเป็นเทห์ฟากฟ้าที่สามารถเปล่งแสงได้

ยุคมืดนั้นสิ้นสุดลงเมื่อแรงโน้มถ่วงค่อยๆ ดึงกลุ่มก๊าซขนาดยักษ์เข้ามาใกล้กันมากขึ้น ตลอดหลายร้อยล้านปี บริเวณก๊าซเหล่านี้มีความหนาแน่นมากพอที่จะยุบตัวลง ส่งผลให้อุณหภูมิและความดันสูงขึ้น ซึ่งส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ คล้ายกับที่เกิดขึ้นที่แกนกลางดวงอาทิตย์ในปัจจุบัน ก่อให้เกิดดาวฤกษ์ดวงแรกๆ ในประวัติศาสตร์ของจักรวาล

ประมาณหนึ่งพันล้านปีหลังบิ๊กแบง ดาวฤกษ์ยุคแรกเริ่มเหล่านี้เริ่มเปล่งแสง ค่อยๆ สลายความมืดมิดดั้งเดิมที่แผ่กระจายไปทั่วอวกาศ เมื่อจำนวนดาวฤกษ์เพิ่มขึ้น พวกมันก็รวมตัวกันเป็นกลุ่มดาว ซึ่งในที่สุดก็ก่อตัวเป็นกาแล็กซีแห่งแรกๆ

นี่คือช่วงเวลาที่นักวิทยาศาสตร์เรียกช่วงเวลานี้ว่า "รุ่งอรุณแห่งจักรวาล" ซึ่งถือเป็นช่วงเวลาที่แสงสว่างแผ่ขยายไปทั่วอวกาศอย่างแท้จริง และวางรากฐานให้กับจักรวาลที่เต็มไปด้วยดวงดาวดังที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน

กลับสู่หัวข้อ

มินห์ ไฮ

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