Kodėl mes niekada nepamatysime Didžiojo sprogimo savo teleskopais?

Kasdieniame gyvenime tai nėra svarbu, bet kai kalbame apie kosmosą, tai tampa svarbu.

Pavyzdžiui, kai žiūrime į Mėnulį, matome tai, kas buvo prieš sekundę, o ne tai, kas yra dabar.

Ribotas šviesos greitis leidžia mums tyrinėti visatos praeitį tiesiog žiūrėdami toliau.

Tai suteikė neįtikėtinų įžvalgų apie tai, kaip evoliucionavo žvaigždės, planetos ir net galaktikos.

Bet kad ir kaip toli žiūrėtume į praeitį, niekada nepamatysime visatos pradžios. Tai neįmanoma – su viena išimtimi. Na, dviem.

Pirmoji laisvai spindėjusi šviesa

Gera žinia yra ta, kad mes jau aptikome pirmąją šviesą, kuri kada nors laisvai švietė visatoje.

Tai kosminis mikrobangų fonas. Jis ne veltui vadinamas Didžiojo sprogimo suakmenėjusiu atgarsiu.

Maždaug 380 000 metų po Didžiojo sprogimo ši pirminė šviesa pagaliau galėjo laisvai judėti, sklisdama visatoje ir palikdama subtilų įspūdį apie tai, kas įvyko per tuos formavimosi tūkstantmečius.

Prieš tai šviesa buvo įstrigusi, nes buvo pernelyg energinga. Atomų komponentai, protonai ir neutronai jų branduolyje bei juos supantys elektronai susiformavo per pirmąsias kelias minutes po Didžiojo sprogimo. 

Tai vyko visur. Atomai negalėjo sugauti elektronų, nes šviesa sužadindavo elektronus, išardydama atomus.

Iš šviesos perspektyvos, ji šoktelėdavo nuo elektrono prie elektrono, niekada nesustodama.

Tik visatai išsiplėtus ir atvėsus, atomai galiausiai galėjo pradėti formuotis be pertraukų. Tuo metu pirminė šviesa galėjo laisvai judėti.

Tai yra priežastis, kodėl mes negalime pamatyti, kas įvyko visatos pradžioje. Šviesa neturi laisvo kelio nuo Didžiojo sprogimo iki mūsų teleskopų.

Mes tiesiog negalime matyti už kosminio mikrobangų fono. Tai yra pirmoji šviesa ir galutinė riba mūsų gebėjimui tirti visatą elektromagnetiniu spektru.

Laikas įspėjimams

Kaip galbūt pastebėjote, mes atsargiai pabrėžėme, kad tai yra galutinė šviesos riba.

Visatoje yra du dalykai, kurie gali peržengti šią ribą, tiesiog todėl, kad jiems materija nėra svarbi.

Vienas iš jų yra neutrinai. Šios dalelės turi labai mažą masę ir neturi elektros krūvio, todėl jos beveik nesąveikauja su materija.

Kiekvieną sekundę 60 milijardų neutrinų teka per kiekvieną jūsų kūno centimetrą.

Kai kurie skaičiavimai rodo, kad 300 iš jų yra kilę iš Didžiojo sprogimo. Tai yra kosminis neutrinų fonas.

Antrasis dalykas yra gravitacinės bangos. Tai yra subtilūs erdvės-laiko pokyčiai, atsirandantys dėl didelių gravitacinių įvykių, pavyzdžiui, supernovų ar tankių objektų, tokių kaip juodosios skylės, susidūrimų. 

Tiek neutrinai, tiek gravitacinės bangos yra labai sunku tirti, todėl mes dar nematėme jų atitinkamų signalų iš Didžiojo sprogimo.

Tačiau tai yra įmanoma. Pulsar Timing Array, kuris naudoja pulsuojančias neutronines žvaigždes kaip galaktikos dydžio gravitacinių bangų detektorių, aptiko keletą galimų gravitacinių bangų fono požymių.

Visos šviesos formos yra pagrindinės mūsų kosmoso supratimui, tačiau labai įdomu, kad netgi pasiekę jos ribas, galbūt radome būdą, kaip jas apeiti.