Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Hvad var den første farve i universet?

Denne illustration viser universets udvikling, fra Big Bang til venstre, til moderne tid til højre. Kredit:NASA

Universet bader i et hav af lys, fra det blå-hvide flimren af ​​unge stjerner til det dybrøde skær fra brintskyer. Ud over farverne set af menneskelige øjne, der er glimt af røntgenstråler og gammastråler, kraftige udbrud af radio, og den svage, altid tilstedeværende glød fra den kosmiske mikrobølgebaggrund. Kosmos er fyldt med farver set og uset, gammelt og nyt. Men af ​​alle disse, der var én farve, der dukkede op før alle de andre, universets første farve.

Universet begyndte for 13,8 milliarder år siden med Big Bang. I sit tidligste øjeblik, det var mere tæt og varmt, end det nogensinde ville være igen. Big Bang er ofte visualiseret som et strålende lysglimt, der dukker op fra et hav af mørke, men det er ikke et præcist billede. Big Bang eksploderede ikke i det tomme rum. Big Bang var et ekspanderende rum fyldt med energi.

I første omgang, temperaturerne var så høje, at lys ikke eksisterede. Kosmos skulle afkøle i en brøkdel af et sekund, før fotoner kunne dukke op. Efter cirka 10 sekunder, universet gik ind i foton-epoken. Protoner og neutroner var afkølet til kernerne af brint og helium, og rummet var fyldt med et plasma af kerner, elektroner og fotoner. På det tidspunkt, temperaturen i universet var omkring 1 milliard grader Kelvin.

Men selvom der var lys, der var endnu ikke farve. Farve er noget vi kan se, eller i det mindste en slags øjne kunne se. I foton-epoken, temperaturerne var så høje, at lyset ikke kunne trænge igennem det tætte plasma. Farve ville ikke komme til syne, før kernerne og elektronerne var afkølet nok til at binde sig til atomer. Det tog 380, 000 år for universet at afkøle så meget.

Kunstnerens opfattelse af Planck, et rumobservatorium, der drives af European Space Agency, og den kosmiske mikrobølgebaggrund. Kredit:ESA and the Planck Collaboration – D. Ducros

Inden da det observerbare univers var en gennemsigtig kosmisk sky af brint og helium 84 millioner lysår på tværs. Alle fotoner dannet i Big Bang var endelig fri til at strømme gennem tid og rum.

Det er det, vi nu ser som den kosmiske mikrobølgebaggrund - lysets skær fra en tid, hvor universet endelig kunne ses. Over milliarder af år, gløden er afkølet til det punkt, at den nu har en temperatur mindre end 3 grader over det absolutte nulpunkt. Da det først dukkede op, universet var meget varmere, omkring 3, 000 K. Det tidlige univers var fyldt med en lys varm glød.

Vi har en god idé om, hvad den første farve var. Det tidlige univers havde en næsten jævn temperatur hele vejen igennem, og dets lys havde en fordeling af bølgelængder kendt som en sort krop. Mange genstande får deres farve fra den type materiale, de er lavet af, men farven på en sort krop afhænger kun af dens temperatur. En sort krop omkring 3, 000 K ville have en lys orange-hvid glød, ligner det varme lys fra en gammel 60-watts pære.

Farven på en sort krop afhænger af dens temperatur. Kredit:Dariusz Kowalczyk, via Wikipedia

Mennesker ser ikke farver særlig præcist. Den farve, vi opfatter, afhænger ikke kun af lysets faktiske farve, men dets lysstyrke, og om vores øjne er mørketilpassede. Hvis vi kunne gå tilbage til perioden med det første lys, vi ville sandsynligvis opfatte et orange skær, der ligner ildlys.

I løbet af de næste flere hundrede millioner år, den svage orange skær ville falme og rødme, mens universet fortsatte med at udvide sig og afkøle. Til sidst, universet ville falme til sort. Efter omkring 400 millioner år, de første strålende blå-hvide stjerner begyndte at dannes, og nyt lys dukkede op. Da stjerner og galakser dukkede op og udviklede sig, kosmos begyndte at antage en ny farve.

I 2002 Karl Glazebrook og Ivan Baldry beregnede den gennemsnitlige farve ud fra alt det lys, vi ser fra stjerner og galakser i dag, for at bestemme universets nuværende farve. Det viste sig at være en bleg solbrun farve, der ligner farven på kaffe med fløde. De kaldte farven "kosmisk latte."

  • En mere nøjagtig farve af det tidlige univers. Kredit:Planck/IPAC

  • Universets nuværende farve. Kredit:Brian Koberlein

Selv denne farve vil kun holde i et stykke tid. Mens store blå stjerner ældes og dør, kun det dybrøde skær fra dværgstjerner vil være tilbage. Endelig, efter billioner af år, selv deres lys vil falme, og universet vil blive et hav af sort. Alle farver falmer med tiden, og tiden vil føre os alle ind i mørket.

Men for nu, universets farver maler os stadig. Og hvis du nogensinde sidder ved et bål med en cremet kaffe, mens du ser op i nattens mørke, ved, at du er badet af kosmiske farver. Forbi, til stede, og fremtid.


Varme artikler