Kezdetben minden energia volt
A modern csillagászat egyik fordulópontja, hogy 1929-ben igazolták: a galaxisok távolodása azt mutatja, hogy az univerzum tágul. Ez alapján számolták ki, hogy a teljes világegyetem mintegy 13,8 milliárd éve egyetlen, végtelenül sűrű pontba koncentrálódott. A Nagy Bummal nemcsak az anyag, hanem maga a tér is létrejött, és gyors tágulásba kezdett.
Ebben a korai pillanatban a létező anyag még energiaként oszlott el, egyfajta kompakt energiasűrűségben. Einstein híres egyenlete (E=mc²) bizonyítja, hogy energia és tömeg átalakulhatnak egymásba. Ahogy a tér tágulása miatt az energia sűrűsége csökkent, a világegyetem hűlni kezdett, és már az első másodpercben létrejöttek az első, fényt alkotó részecskék: ekkor keletkeztek a protonok, neutronok, elektronok – és a fotonok, amelyek a fényt hordozzák. Az első atommagok körülbelül három perccel a Nagy Bumm után jöttek létre.
Miért nem világított az univerzum sokáig?
Bár a fotonok már az első másodpercekben jelen voltak, nem tudtak szabadon terjedni. Az univerzum olyan forró és sűrű volt, hogy a szabadon mozgó elektronok folyamatosan elnyelték és szétszórták a fényt. A fény minden egyenes útját rögtön keresztülhúzta egy-egy elektron, így az univerzum átlátszatlan, fényszippantó sűrű leves volt.
Ugyanez a jelenség ma is zajlik a Nap belsőbb rétegeiben: hiába próbál ott egy-egy foton a Nap magjától a felszínig eljutni – a 696 000 kilométeres távolság megtételéhez akár 1-2 millió évig is kóvályognia kell a fotonnak!
Amikor a fény végre kiszabadult
380 000 évvel a Nagy Bumm után az univerzum hőmérséklete 3 000 Kelvinen (2 725 Celsius-fok) állt. Ekkor váltak az atomok stabilabbá: az elektronokat már nem szakította ki folyton a részecskék lökdösődése a helyükről. Ez a forró, sűrű leves gyorsan kitisztult, és a fény – először a világegyetemben – szabadon terjedhetett.
Ekkor a fény az infravörös közeli tartományban ragyogott. Azóta 13 milliárd év tágulása nyújtotta meg ezt a sugárzást mikrométeres hullámhosszúvá, és ma 2,73 Kelvin (mínusz 270 Celsius) hőmérsékletű, úgynevezett kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás formájában érzékeljük.
A sötétség korszaka és a csillagok születése
A fény felszabadulása után az univerzum hosszú sötét korszakba lépett, mivel még semmi sem világított: csillag és galaxis ekkor még nem létezett. Csak 100 millió évvel később kezdtek a gravitáció hatására a gázfelhők anyagi csomókká összeállni és összeomlani. Ezekből pattant ki az első csillaggeneráció, majd milliárd évvel a Nagy Bumm után a galaxisok teljes fénye ragyogta be a kozmosz hajnali egét.
