Початок Всесвіту: з цієї причини ми ніколи безпосередньо не побачимо Великий вибух у телескопи

Світло завжди переміщається з однією і тією ж швидкістю (300 000 км/с), тому, коли ми дивимося на що-небудь, то ми бачимо об'єкти такими, якими вони були в минулому. У повсякденному житті це не має значення, але коли йдеться про спостереження за космосом, то цей аспект стає дуже важливим. Наприклад, якщо ми дивимося на Місяць, то з огляду на відстань, яку відбите сонячне світло від супутника Землі досягло наших очей, ми бачимо, яким Місяць був трохи більше секунди тому, а не таким, яким він є зараз. Світло допомагає астрономам вивчати Всесвіт, заглядаючи назад у минуле. Завдяки таким спостереженням учені з'ясували, як еволюціонували зірки, планети та галактики протягом мільярдів років. Але як би далеко в минуле ми не зазирали, ми ніколи не побачимо самого початку Всесвіту. Це неможливо і для цього є причина, пише IFLScienсe.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Перше світло Всесвіту

Астрономи вже змогли виявити перше світло, яке коли-небудь вільно переміщалося Всесвітом. Воно називається реліктове випромінювання. Це світло являє собою відлуння Великого вибуху. Приблизно через 380 000 років після Великого вибуху це перше світло змогло вільно переміщатися космосом.

До цього світло не могло вільно переміщатися Всесвітом, адже мало надто високу енергію. Протони та нейтрони, що складають ядра атомів та електрони, які їх оточують, утворилися в перші кілька хвилин після Великого вибуху. Крім того, було багато світла з великою енергією. Тому щоразу, коли формувався атом, світло поглиналося електроном, який потім залишав протони і нейтрони.

Це відбувалося всюди. Атоми не могли захоплювати електрони, тому що світло збуджувало б їх, розриваючи атоми на частини. З точки зору світла, воно перескакувало з електрона на електрон, не зупиняючись. Тільки в міру розширення й охолодження Всесвіту атоми нарешті змогли почати формуватися без перешкод. У цей момент перше світло могло вільно рухатися.

Саме тому ми не можемо побачити, що сталося на самому початку Всесвіту. У світла не існує вільного шляху від Великого вибуху до наших телескопів. Вчені просто не можуть бачити далі реліктового випромінювання. Це перше світло і кінцева межа наших можливостей вивчення Всесвіту за допомогою електромагнітного випромінювання.

Великий вибух можна побачити не за допомогою світла

Водночас у Всесвіті існують два компоненти, які можуть вийти за межі світла, адже їм байдужа матерія.

Перший компонент — це частинка під назвою нейтрино. Вона має дуже маленьку масу і не має електричного заряду, а тому нейтрино практично не взаємодіють з матерією. Учені вважають, що деяка частина нейтрино, які потрапляють на Землю, походять від Великого вибуху. Це нейтринне реліктове випромінювання.

Другий компонент називаєтьсягравітаційні хвилі. Це ледве помітні зміни простору-часу, викликані великими гравітаційними подіями, такими як вибухи наднових або зіткнення надщільних об'єктів, таких як чорні діри. Існує також фон гравітаційних хвиль, спричинений обертанням надмасивних чорних дір одна навколо одної, а також ефектами Великого вибуху й однієї з гіпотетичних ранніх стадій життя Всесвіту, відомої як космічна інфляція.

Нейтрино і гравітаційні хвилі надзвичайно складно вивчати, тому вчені поки що не бачили відповідних сигналів від Великого вибуху. І все ж недавні дослідження вказують на те, що вони існують. Світло у всіх його формах відіграє основоположну роль у нашому розумінні космосу, але навіть досягнувши його межі, вчені, можливо, знайшли спосіб обійти його.

Як уже писав Фокус, вчені в лабораторії відновили першу хімічну реакцію, яка сталася після Великого вибуху.

Також Фокус писав про те, що квантова механіка застосовується не тільки для наукових досліджень, а й має практичне застосування під час створення сучасної електроніки. Виявилося, що думки фізиків щодо того, як влаштована квантова реальність, описувана квантовою механікою, розділилися.