Kronika Vesmíru (4) – Rekombinace, CMB a temná hmota

Představ si vesmír 380 000 let po Velkém třesku. Stále je ještě velmi horký, ale už ne tak jako dřív. Teplota klesla na přibližně 3000 stupňů Celsia. To je dostatečně nízká teplota na to, aby se stalo něco zásadního.

Rekombinace – vznik prvních atomů

Až do této chvíle byl vesmír plný volných protonů, neutronů a elektronů – všechno bylo ionizované. Světlo se nemohlo volně šířit, protože neustále naráželo na volné elektrony a odráželo se zpátky.

Pak se stalo něco klíčového.

Teplota klesla natolik, že elektrony získaly dostatek klidu a mohly se navázat na protony a jádra helia. Vznikly první neutrální atomy – především vodík a helium.

Tento okamžik nazýváme rekombinace.

Jakmile elektrony přilnuly k jádrům, vesmír se najednou stal průhledným. Světlo už nemělo tolik překážek a mohlo se volně šířit vesmírem. Poprvé v historii vesmíru mohlo světlo cestovat na velké vzdálenosti.

Kosmické mikrovlnné pozadí (CMB)

To světlo z doby rekombinace putuje vesmírem dodnes.

Vidíme ho jako velmi slabé mikrovlnné záření, které přichází ze všech směrů oblohy. Říkáme mu kosmické mikrovlnné pozadí neboli CMB.

Dnes má teplotu jen 2,725 kelvinu (tedy asi minus 270 °C). Je to vlastně „fotografie“ vesmíru, jak vypadal ve věku 380 000 let. Díky tomuto záření můžeme vidět, jak vesmír vypadal v době, kdy ještě neexistovaly žádné hvězdy ani galaxie.

CMB je jeden z nejdůležitějších důkazů Velkého třesku a poskytuje nám obrovské množství informací o raném vesmíru.

Temná hmota – neviditelný hráč

Už v této rané fázi hraje důležitou roli ještě jedna věc – temná hmota.

Temná hmota netvoří atomy, nereaguje se světlem a nedá se přímo pozorovat. Přesto tvoří velkou část hmoty ve vesmíru. Odhaduje se, že je jí asi pětkrát více než obyčejné hmoty.

Právě temná hmota pomáhala už v raném vesmíru gravitací přitahovat obyčejnou hmotu do hustších oblastí. Bez ní by se galaxie a velké struktury nevytvořily tak rychle, jak je dnes pozorujeme.

Co to znamená pro nás

Rekombinace je velký předěl. Do této chvíle byl vesmír neproniknutelnou mlhou. Po rekombinaci se stal průhledným a my dnes můžeme vidět světlo z té doby.

Vesmír už není jen chaotickou polévkou částic. Začíná se v něm formovat struktura, která později povede ke vzniku galaxií, hvězd a nakonec i nás.

Další velká změna přijde až o stovky milionů let později, kdy se rozsvítí první hvězdy a ukončí tzv. temnou éru vesmíru.