Tiết lộ kinh ngạc về màu sắc đầu tiên trong vũ trụ

Ngoài màu sắc mà mắt người nhìn thấy, còn có những tia sáng tia X và tia gamma, những chùm sóng vô tuyến mạnh mẽ và ánh sáng mờ nhạt, luôn hiện diện trong nền vi sóng vũ trụ.

Vũ trụ tràn ngập màu sắc nhìn thấy và cả những màu vô hình, cổ xưa và mới mẻ. Nhưng trong tất cả những thứ này, có một màu xuất hiện trước tất cả những màu khác, đó gọi là màu đầu tiên của vũ trụ.

Vũ trụ bắt đầu từ 13,8 tỷ năm trước với Vụ nổ Big Bang. Vào những khoảng thời gian đầu tiên, vũ trụ dày đặc và nóng hơn bao giờ hết. Vụ nổ Big Bang thường được hình dung như một tia sáng rực rỡ xuất hiện từ biển tối, nhưng đó không phải là một bức tranh chính xác.

Vụ nổ Big Bang không nổ vào không gian trống mà nó xảy ra trong một không gian mở rộng tràn đầy năng lượng.

Nguồn ảnh: NASA.

Lúc đầu, nhiệt độ cao đến mức ánh sáng không tồn tại. Vũ trụ phải nguội đi trong một phần trước khi các photon có thể xuất hiện. Sau đó vũ trụ bước vào kỷ nguyên photon.

Các proton và neutron đã nguội vào hạt nhân của hydro và heli, và không gian chứa đầy plasma của hạt nhân, electron và photon. Vào thời điểm đó, nhiệt độ của vũ trụ là khoảng 1 tỷ độ Kelvin.

Nhưng mặc dù có ánh sáng, vũ trụ vẫn chưa có màu. Màu sắc là thứ chúng ta có thể nhìn thấy, hoặc ít nhất là công nghệ thị giác nào đó có thể nhìn thấy.

Trong kỷ nguyên photon, nhiệt độ cao đến mức ánh sáng không thể xuyên qua plasma dày đặc. Màu sẽ không xuất hiện cho đến khi hạt nhân và electron nguội đủ để liên kết với các nguyên tử. Phải mất 380.000 năm để vũ trụ nguội đi nhiều như vậy.

Thời đó, điều quan sát được ở vũ trụ chủ yếu là các đám mây vũ trụ trong suốt gồm hydro và heli cách 84 triệu năm ánh sáng. Tất cả các photon được hình thành trong Vụ nổ Big Bang cuối cùng được tự do truyền qua không gian và thời gian. 

Vậy màu sắc đầu tiên của vũ trụ là gì? Vũ trụ sơ khai gần như trong suốt và ánh sáng của nó có sự phân bố các bước sóng đặc thù với tông màu trắng cam sáng, tương tự như ánh sáng ấm áp của một bóng đèn 60 watt cũ.

 Màu sắc của vật thể vũ trụ sơ khai phụ thuộc vào nhiệt độ của nó.