Что за вселенной: Что лежит за пределами наблюдаемой Вселенной

Что находится за пределами нашей Вселенной | Популярная наука

Популярная наука

14,7 тыс. подписчиков

21.03.2022

Так может выглядеть Мультивселенная, где каждый шарик — новый мир со своими галактиками, планетами и людьми

Раньше люди считали, что за пределами нашей Вселенной ничего нет. На то она и Вселенная, раз охватывает весь мир. Но согласно современной науке, наша Вселенная конечна. А значит, за ее границами тоже что-то существует.

Согласно теории Большого взрыва, наша Вселенная за долю секунды расширились до огромных масштабов. И продолжила расширяться до сих пор. В первые мгновения жизни Вселенной зародились все основные физические константы (масса и заряд частиц и т п), которые и определяют устройство нашего мира.

Но где была та самая точка, из которой пошел Большой взрыв, и что находится за границами нашей Вселенной — эта теория не объясняет.

Так появилась так называемая теория Мультивселенной. Я ее называю смелой и любопытной попыткой объяснить существование нашего мира, не привлекая идеи о Боге. Причем тут Бог? Ответ на этот вопрос я попытаюсь дать в конце статьи.

Это умозрительная теория, доказать которую сейчас нет никакой возможности. Да и в ближайшие миллионы лет вряд ли получится — слишком глобальный вопрос. Для этого надо иметь возможность взглянуть на нашу Вселенную со стороны. Поэтому теория Мультивселенной — это больше философия, чем физика, хотя в ее фундаменте и лежат данные современной астрофизики. Эту теорию разделял Стивен Хокинг, ей и была посвящена последняя статья этого великого ученого.

Умозрительные теории тоже имеют право на жизнь. Это не фантастика в чистом виде, а экстраполяция современных научных теорий на вопросы, которые лежат вне наших опытных возможностей.

Теория Мультивселенной гласит, что наша Вселенная — лишь одна из многих многих миллионов миров. Новые вселенные создаются ежесекундно.

Если нарисовать это образно, то, представьте, существует некий бесконечный океан энергии. На нем есть волны этой энергии, которые накатывают одна за одной. И вот брызги на гребне каждой из волн — это вселенные.

Что творится в других вселенных предсказать невозможно. Согласно представлениям современной физики, в каждой из таких вселенных может быть свой уникальный набор физических параметров.

В подавляющем большинстве из них физически не может быть жизни. В лучшем случае, там будут собираться небольшие звезды со сроком жизни в миллионы лет. И вряд ли есть вещества тяжелее водорода и гелия. По крайней мере, именно такая картина получается, если случайным образом менять константы основных физических величин (заряды, масса микрочастиц, квант энергии и т п).

Теорий Мультивселенной существует много. Все они по-разному объясняют процесс рождения новых вселенных и законов, царящих в них. Стив Хокинг, например, был уверен, что физические законы в других, параллельных вселенных, должны быть такие же, как у нас. То есть, получается, что все вселенные были «запрограммированы», чтобы в них появилась жизнь? Тем логичнее выглядит вопрос из следующей главы.

Бог или случай?

Получается, наша Вселенная имеет уникальный набор физических параметров, за счет которых возможно появление жизни. В науке это утверждение известно под термином Антропный принцип.

И вот тут мы приходим к вопросу, как так идеально все сложилось? И здесь вопросы науки заканчиваются, начинаются вопросы веры. Либо есть Бог, который это запустил, либо случай. Бог в данном случае может быть кем угодно: изначальным законом (как бы ДНК Вселенной), христианским или мусульманским. Но это некий Разум, который запустил процесс именно таким образом.

Второй подход — материалистический, гласит, что набор физических параметров, идеальных для жизни, появился случайно. Просто была возможность попробовать миллиарды триллионов раз. И рано или поздно, согласно теории вероятности, должен был появиться наш мир.

Мне очень сложно поверить в случай. Такова уж человеческая природа — мы во всем склонны видеть закономерности. А наш мир устроен слишком идеально, чтобы это было простым совпадением. А что думаете вы? Случай все-таки сотворил наш мир или был некий закон или разум, который определил нашу Вселенную?

У нас есть телеграм-канал. Больше интересных фактов и исторических фотографий! Подписывайтесь!

Поделиться в социальных сетях

Вам может понравиться

Наблюдаемая Вселенная | это… Что такое Наблюдаемая Вселенная?

Наблюдаемая Вселенная

Hubble Ultra Deep Field — снимок «Хаббла». Справа — увеличенное изображение галактики в разных диапазонах

Наблюда́емая Вселе́нная — понятие в космологии Большого Взрыва, описывающее часть Вселенной, являющуюся прошлым относительно наблюдателя. С точки зрения пространства, это область, из которой материя (в частности, излучение, и следовательно любые сигналы) успела бы за время существования Вселенной достичь нынешнего местоположения (в случае Человечества, современной Земли), то есть быть наблюдаемыми. Однако, теория предсказывает, что полная Вселенная имеет размер намного больший.

Теоретически, граница наблюдаемой вселенной доходит до самой космологической сингулярности, однако на практике границей наблюдений является реликтовое излучение. Именно оно (точнее, поверхность последнего рассеяния) является наиболее удалённым из объектов Вселенной, наблюдаемых современной наукой.

Хотя и грубо, но наблюдаемую Вселенную можно представлять как шар с наблюдателем в центре.

Размер

Несмотря на наличие данных о пространственно-временной геометрии Вселенной, вопрос об оценке размера наблюдаемой Вселенной не прост, поскольку удалённые объекты Вселенной наблюдаются в более молодом возрасте, нежели нынешний возраст Вселенной — свету (или иным сигналам) требуется немалое время, чтобы достичь наблюдателя. Масштаб расстояний удалённых областей вселенной в тот момент, который мы у них наблюдаем меньше, нежели у современной вселенной, следовательно «радиус» наблюдаемой Вселенной зависит от методики подсчёта расстояний.

Если использовать содвижущееся расстояние, то есть относить расстояния до наблюдаемых объектов к нынешнему возрасту вселенной, то расстояние до края наблюдаемой Вселенной оценивается более чем в 46,5 миллиардов световых лет (около 14 гигапарсек) во всех направлениях^[1].

Ещё сложнее вопрос с объёмом и иными геометрическими характеристиками наблюдаемой вселенной, поскольку, согласно ОТО, она представляет собой отнюдь не шар, а элемент искривлённого пространства-времени, ограниченный светоподобной гиперповерхностью.

Ссылки

1. ↑ Misconceptions about the Big Bang: Scientific American

Из чего состоит Вселенная?

На этом изображении скопления галактик Abell 2744 синее наложение показывает расположение темной материи, которая составляет около 75% массы скопления.
(Изображение предоставлено: NASA/ESA/ESO/CXC и Д. Коу (STScI)/Дж. Мертен (Гейдельберг/Болонья))

Вселенная наполнена миллиардами галактик и триллионами звезд, а также почти неисчислимым количеством планет, лун, астероидов, комет и облаков пыли и газа — и все это кружится в бескрайнем космосе.

Но если мы увеличим масштаб, из чего состоят эти небесные тела и откуда они взялись?

Водород — самый распространенный элемент во Вселенной, за ним следует гелий; вместе они составляют почти всю обычную материю. Но на это приходится лишь крошечный кусочек Вселенной — около 5%. Все остальное состоит из вещей, которые нельзя увидеть и которые можно обнаружить только косвенно. [ От Большого взрыва до наших дней: снимки нашей Вселенной во времени ]

В основном водород

Все началось с Большого Взрыва , примерно 13,8 миллиарда лет назад, когда сверхгорячая и плотно упакованная материя внезапно и быстро расширилась во всех направлениях одновременно. Миллисекунды спустя новорожденная Вселенная представляла собой бурлящую массу нейтронов, протонов, электронов, фотонов и других субатомных частиц, вращающуюся с температурой около 100 миллиардов градусов по Кельвину, по данным НАСА .

Каждая частица материи, из которой состоят все известные элементы периодической таблицы, и каждый объект во Вселенной, начиная с черных дыр, , массивные звезды, крупинки космической пыли — были созданы во время Большого взрыва, говорит Нета Бахколл, профессор астрономии факультета астрофизических наук Принстонского университета в Нью-Джерси.

«Мы даже не знаем законов физики, которые могли бы существовать в такой жаркой и плотной среде», — сказал Бахколл в интервью Live Science.

Примерно через 100 секунд после Большого взрыва температура упала до 1 миллиарда градусов Кельвина. Примерно через 380 000 лет Вселенная достаточно остыла, чтобы протоны и нейтроны объединились и образовали литий, гелий и изотоп водорода дейтерий, в то время как свободные электроны были захвачены, чтобы сформировать нейтральные атомы.

Из-за того, что в ранней Вселенной было очень много протонов, водород — самый легкий элемент, содержащий всего один протон и один нейтрон — стал самым распространенным элементом, составив почти 95% процентов атомов Вселенной. Около 5% атомов Вселенной составляют гелий, согласно НАСА . Затем, примерно через 200 миллионов лет после Большого Взрыва, сформировались первые звезды и произвели остальные элементы, которые составляют долю оставшегося 1% всей обычной материи во Вселенной.

Невидимые частицы

Что-то еще было создано во время Большого Взрыва: темная материя. «Но мы не можем сказать, какую форму он принял, потому что мы не обнаружили эти частицы», — сказал Бэколл в интервью Live Science.

Темная материя не может наблюдаться напрямую — пока — но ее отпечатки пальцев сохраняются в первом свете Вселенной, или космическом микроволновом фоновом излучении (CMB), в виде крошечных флуктуаций излучения, сказал Бахколл. Ученые впервые предположили существование темной материи в 1930-х годов, предположив, что невидимое притяжение темной материи должно быть тем, что удерживает вместе быстро движущиеся скопления галактик. Десятилетия спустя, в 1970-х годах, американский астроном Вера Рубин обнаружила более косвенные доказательства наличия темной материи в более высоких, чем ожидалось, скоростях вращения звезд.

Основываясь на выводах Рубина, астрофизики подсчитали, что темная материя, даже если ее нельзя увидеть или измерить, должна составлять значительную часть Вселенной. Но около 20 лет назад ученые обнаружили, что во Вселенной есть нечто еще более странное, чем темная материя; темная энергия, которая считается значительно более распространенной, чем материя или темная материя. [ Галерея: Темная материя во Вселенной ]

Это изображение эволюционирующей Вселенной, полученное космическим телескопом Хаббла в 2014 году, является одним из самых красочных снимков дальнего космоса, сделанных Хабблом. (Изображение предоставлено НАСА/ЕКА)

Непреодолимая сила

Открытие темной энергии произошло потому, что ученые задались вопросом, достаточно ли темной материи во Вселенной, чтобы расширение прекратилось или изменило направление, что привело к коллапсу Вселенной внутрь себя.

И вот, когда группа исследователей исследовала это в конце 1990-х годов, они обнаружили, что Вселенная не только не коллапсирует сама по себе, но и расширяется вовне со все большей скоростью. Группа определила, что неизвестная сила — получившая название темной энергии — давит на Вселенную в кажущейся пустоте космоса и ускоряет ее импульс; выводы ученых принесли физикам Адаму Риссу, Брайану Шмидту и Солу Перлмуттеру Нобелевскую премию по физике в 2011 году.

Модели силы, необходимой для объяснения ускоряющейся скорости расширения Вселенной, предполагают, что темная энергия должна составлять от 70% до 75% Вселенной. Темная материя, тем временем, составляет от 20% до 25%, в то время как так называемая обычная материя — материал, который мы действительно можем видеть — по оценкам, составляет меньше, чем 5% Вселенной, сказал Бахколл.

Учитывая, что темная энергия составляет около трех четвертей Вселенной, понимание ее, возможно, является самой большой проблемой, стоящей сегодня перед учеными, сказал Live Science астрофизик Марио Ливио, в то время работавший в Научном институте космического телескопа в Университете Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд. родственный сайт Space.com в 2018 году.

«Хотя темная энергия не играла огромной роли в эволюции Вселенной в прошлом, она будет играть доминирующую роль в эволюции в будущем», — сказал Ливио. «Судьба Вселенной зависит от природы темной энергии».

• Помимо Хиггса: 5 неуловимых частиц, которые могут скрываться во Вселенной
• 11 увлекательных фактов о нашей галактике Млечный Путь
• 0008

Первоначально опубликовано на Live Science .

Минди Вайсбергер — редактор Live Science для каналов Animals и Planet Earth. Она также сообщает об общих науках, включая изменение климата, палеонтологию, биологию и космос. Минди имеет степень M.F.A. в области кино Колумбийского университета; до Live Science она продюсировала, писала и руководила СМИ для Американского музея естественной истории в Нью-Йорке. Ее видеоролики о динозаврах, астрофизике, биоразнообразии и эволюции появляются в музеях и научных центрах по всему миру, получая такие награды, как CINE Golden Eagle и Communicator Award of Excellence. Ее статьи также публиковались в журналах Scientific American, The Washington Post и How It Works Magazine.

29.5 Из чего на самом деле состоит Вселенная? — Астрономия 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Укажите, какую долю плотности Вселенной составляют звезды и галактики и сколько обычного вещества (например, водорода, гелия и других элементов, с которыми мы знакомы здесь, на Земле) составляют общую плотность
• Опишите, как изменились представления о содержании Вселенной за последние 50 лет
• Объясните, почему так сложно определить, чем на самом деле является темная материя
• Объясните, почему темная материя способствовала быстрому формированию галактик в ранней Вселенной
• Суммируйте эволюцию Вселенной с момента выброса реликтового излучения до наших дней

Модель Вселенной, которую мы описали в предыдущем разделе, является простейшей моделью, объясняющей наблюдения. Он предполагает, что общая теория относительности является правильной теорией гравитации во всей Вселенной. С этим предположением модель объясняет существование и структуру реликтового излучения; содержания легких элементов дейтерия, гелия и лития; и ускорение расширения Вселенной. Все наблюдения на сегодняшний день подтверждают правильность модели, которую называют стандартной (или согласованной) моделью космологии.

На рис. 29.21 и в табл. 29.2 суммированы текущие наилучшие оценки содержимого вселенной. Светящаяся материя в звездах и галактиках, а также нейтрино составляет около 1% массы, необходимой для достижения критической плотности. Еще 4% находятся в основном в виде водорода и гелия в пространстве между звездами и в межгалактическом пространстве. На темную материю приходится еще около 27% критической плотности. Массовый эквивалент темной энергии (по E = mc ² ), затем обеспечивает оставшиеся 68% критической плотности.

Рисунок
29.21

Состав Вселенной.

Только около 5% всей массы и энергии во Вселенной составляет материя, с которой мы знакомы здесь, на Земле. Самая обычная материя состоит из водорода и гелия, находящихся в межзвездном и межгалактическом пространстве. Только около половины 1% критической плотности Вселенной находится в звездах. Темная материя и темная энергия, которые еще не обнаружены в земных лабораториях, составляют 95% содержимого вселенной.

Какие различные виды объектов вносят вклад в плотность Вселенной

Стол
29. 2

Эта таблица должна вас шокировать. Мы говорим о том, что 95% вещества во Вселенной — это либо темная материя, либо темная энергия — ни то, ни другое никогда не обнаруживалось в лаборатории здесь, на Земле. Весь этот учебник, посвященный объектам, испускающим электромагнитное излучение, обычно игнорирует 95% того, что там есть. Кто сказал, что в науке еще нет больших тайн, которые нужно разгадать!

На рис. 29.22 показано, как изменились наши представления о составе Вселенной всего за последние три десятилетия. Доля Вселенной, которую мы думаем, состоит из тех же частиц, что и студенты-астрономы, неуклонно уменьшается.

Рисунок
29.22

Меняющиеся оценки содержания Вселенной.

На этой диаграмме показаны изменения в нашем понимании содержания Вселенной за последние три десятилетия. В 1970-х годах мы подозревали, что большая часть материи во Вселенной невидима, но думали, что эта материя может быть обычной материей (протонами, нейтронами и т. д.), которая просто не производит электромагнитного излучения. К 1980-м годам становилось вероятным, что большая часть темной материи состоит из чего-то, что мы еще не обнаружили на Земле. К концу 19В 90-х годах различные эксперименты показали, что мы живем во Вселенной с критической плотностью и что темная энергия дает около 70% того, что требуется для достижения критической плотности. Обратите внимание, как оценка относительной важности обычной светящейся материи (показана желтым цветом) со временем уменьшилась.

Что такое темная материя?

Многие астрономы находят описанную нами ситуацию весьма удовлетворительной. Несколько независимых экспериментов пришли к единому мнению о типе вселенной, в которой мы живем, и о том, что в ней содержится. Кажется, мы очень близки к созданию космологической модели, объясняющей почти все. Другие еще не готовы запрыгнуть на подножку. Они говорят: «Покажи мне 96% Вселенной мы не можем обнаружить напрямую — например, найдите мне какую-нибудь темную материю!»

Сначала астрономы думали, что темная материя может быть скрыта в объектах, которые кажутся темными, потому что не излучают свет (например, черные дыры) или слишком слабы, чтобы их можно было наблюдать на больших расстояниях (например, планеты или белые карлики). Однако эти объекты должны состоять из обычного вещества, а содержание дейтерия говорит нам о том, что не более 5% критической плотности состоит из обычного вещества.

Другая возможная форма, которую может принимать темная материя, — это некий тип элементарных частиц, которые мы еще не обнаружили здесь, на Земле, — частица, которая имеет массу и существует в количестве, достаточном для обеспечения 23% критической плотности. Некоторые физические теории предсказывают существование таких частиц. Один класс этих частиц получил название WIMP, что означает слабо взаимодействующие массивные частицы. Поскольку эти частицы не участвуют в ядерных реакциях, ведущих к образованию дейтерия, изобилие дейтерия не накладывает ограничений на количество вимпов во Вселенной. (Ряд других экзотических частиц также был предложен в качестве основных составляющих темной материи, но мы ограничим наше обсуждение вимпами в качестве полезного примера.)

Если большое количество вимпов действительно существует, то некоторые из них должны проходить через наши физические лаборатории прямо сейчас. Хитрость заключается в том, чтобы поймать их. Поскольку по определению они слабо (нечасто) взаимодействуют с другим веществом, шансы на то, что они будут иметь измеримый эффект, малы. Мы не знаем массу этих частиц, но различные теории предполагают, что она может быть в несколько сотен раз больше массы протона. Если вимпы в 60 раз тяжелее протона, то через вашу вытянутую руку ежесекундно проходит около 10 миллионов вимпов, абсолютно не оказывая на вас никакого влияния. Если это кажется слишком ошеломляющим, имейте в виду, что нейтрино слабо взаимодействуют с обычным веществом, и все же мы в конечном итоге смогли их «поймать».

Несмотря на трудности, более 30 экспериментов, предназначенных для обнаружения вимпов, уже проводятся или находятся на стадии планирования. Прогнозы того, сколько раз вимпы могут на самом деле столкнуться с ядром атома в приборе, предназначенном для их обнаружения, находятся в диапазоне от 1 события в год до 1 события на 1000 лет на килограмм детектора. Поэтому детектор должен быть большим. Он должен быть защищен от радиоактивности или других типов частиц, таких как нейтроны, проходящих через него, и поэтому эти детекторы размещаются в глубоких шахтах. Энергия, сообщаемая атомному ядру в детекторе при столкновении с вимпом, будет небольшой, поэтому детектор необходимо охлаждать до очень низкой температуры.

Детекторы WIMP сделаны из кристаллов германия, кремния или ксенона. Детекторы охлаждаются до нескольких тысячных долей градуса — очень близко к абсолютному нулю. Это означает, что атомы в детекторе настолько холодны, что почти не вибрируют. Если частица темной материи столкнется с одним из атомов, это вызовет вибрацию всего кристалла, и поэтому температура немного повысится. Некоторые другие взаимодействия могут генерировать обнаруживаемую вспышку света.

Другой вид поиска вимпов проводится на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН, европейской лаборатории физики элементарных частиц недалеко от Женевы, Швейцария. В этом эксперименте протоны сталкиваются с энергией, достаточной для образования вимпов. Детекторы LHC не могут обнаруживать вимпы напрямую, но если вимпы возникают, они проходят через детекторы, унося с собой энергию. Затем экспериментаторы суммируют всю энергию, которую они обнаруживают в результате столкновений протонов, чтобы определить, отсутствует ли какая-либо энергия.

Пока ни один из этих экспериментов не обнаружил вимпов. Окупятся ли новые эксперименты? Или ученым придется искать какое-то другое объяснение темной материи? Только время покажет (рис. 29.23).

Рисунок
29.23

Темная материя.

Этот мультфильм от НАСА с юмором показывает, как мало мы пока понимаем о темной материи. (кредит: НАСА)

Темная материя и формирование галактик

Какой бы неуловимой ни была темная материя в современной Вселенной, без нее галактики не смогли бы быстро сформироваться. Галактики росли из-за флуктуаций плотности в ранней Вселенной, а некоторые уже сформировались всего через 400–500 миллионов лет после Большого взрыва. Наблюдения с помощью WMAP, Planck и других экспериментов дают нам информацию о размере этих флуктуаций плотности. Оказывается, наблюдаемые нами вариации плотности слишком малы, чтобы образовались галактики так скоро после Большого взрыва. В горячей ранней Вселенной энергичные фотоны сталкивались с водородом и гелием и заставляли их двигаться так быстро, что гравитация все еще была недостаточно сильной, чтобы заставить атомы собираться вместе, образуя галактики. Как мы можем примирить это с тем фактом, что галактики образовался из и окружает нас повсюду?

Наши приборы, измеряющие реликтовое излучение, дают нам информацию о флуктуациях плотности только обычного вещества , которое взаимодействует с излучением. Темная материя, как следует из ее названия, вообще не взаимодействует с фотонами. Тёмная материя могла иметь гораздо большие вариации плотности и могла собираться вместе, образуя гравитационные «ловушки», которые затем могли начать притягивать обычную материю сразу после того, как Вселенная стала прозрачной. По мере того, как обычная материя становилась все более концентрированной, она могла быстро превратиться в галактики благодаря этим ловушкам темной материи.

Для аналогии представьте себе бульвар со светофорами через каждые полмили или около того. Предположим, вы являетесь частью кортежа автомобилей, сопровождаемых полицией, которая ведет вас мимо каждого светофора, даже если он красный. Точно так же, когда ранняя Вселенная была непрозрачной, излучение взаимодействовало с обычной материей, сообщая ей энергию и увлекая ее за собой, проносясь мимо скоплений темной материи. Теперь предположим, что полиция покидает кортеж, который затем сталкивается с красными огнями. Огни действуют как дорожные ловушки; приближающиеся машины теперь должны остановиться, и поэтому они кучкуются. Точно так же после того, как ранняя Вселенная стала прозрачной, обычная материя лишь изредка взаимодействовала с излучением и поэтому могла попасть в ловушки темной материи.

Вселенная в двух словах

В предыдущих разделах этой главы мы проследили эволюцию Вселенной постепенно в прошлое. Исторически астрономические открытия шли по этому пути, поскольку новые инструменты и новые методы позволили нам приблизиться к началу времени. Скорость расширения Вселенной определялась по измерениям ближайших галактик. Определения содержания дейтерия, гелия и лития на основе близлежащих звезд и галактик использовались, чтобы установить ограничения на количество обычной материи во Вселенной. Движение звезд в галактиках и галактик внутри скоплений галактик можно было бы объяснить только при наличии большого количества темной материи. Измерения сверхновых, которые взорвались, когда Вселенная была примерно в два раза моложе, чем сейчас, показывают, что скорость расширения Вселенной увеличилась с тех пор, как произошли эти взрывы. Наблюдения за чрезвычайно слабыми галактиками показывают, что галактики начали формироваться, когда Вселенной было всего 400–500 миллионов лет. А наблюдения реликтового излучения подтвердили ранние теории о том, что изначально Вселенная была очень горячей.

Но все это перемещение все дальше и дальше назад во времени могло вызвать у вас легкое головокружение. Так что теперь давайте вместо этого покажем, как Вселенная развивается по мере движения времени.

На рис. 29.24 вся история наблюдаемой Вселенной с самого начала сведена в одну диаграмму. Когда Вселенная начала расширяться, она была очень горячей. У нас есть ископаемые остатки очень ранней Вселенной в виде нейтронов, протонов, электронов и нейтрино, а также атомные ядра, которые образовались, когда Вселенной было 3–4 минуты: дейтерий, гелий и небольшое количество лития. Остается и темная материя, но мы пока не знаем, в какой она форме9.0003

Рисунок
29.24

История Вселенной.

Это изображение суммирует изменения, которые произошли во Вселенной за последние 13,8 миллиардов лет. В начальном огненном шаре образовались протоны, дейтерий, гелий и немного лития. Примерно через 380 000 лет после Большого взрыва Вселенная впервые стала прозрачной для электромагнитного излучения. COBE, WMAP, Planck и другие инструменты использовались для изучения излучения, испускаемого в то время и видимого сегодня (реликтовое излучение). Вселенная тогда была темной (за исключением этого фонового излучения), пока первые звезды и галактики не начали формироваться всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Существующие космические и наземные телескопы значительно продвинулись в изучении последующей эволюции галактик. (кредит: модификация работы NASA/WMAP Science Team)

Вселенная постепенно охлаждалась; когда ему было около 380 000 лет, и при температуре около 3000 К электроны объединялись с протонами, образуя атомы водорода. В этот момент, как мы видели, Вселенная стала прозрачной для света, и астрономы зафиксировали испускаемое в это время реликтовое излучение. Во Вселенной по-прежнему не было ни звезд, ни галактик, поэтому она вступила в период, который астрономы называют «темными веками» (поскольку звезды не освещали тьму). В течение следующих нескольких сотен миллионов лет небольшие флуктуации плотности темной материи росли, образуя гравитационные ловушки, концентрировавшие обычную материю, которая начала формировать галактики примерно через 400–500 миллионов лет после Большого взрыва.