Στο απώτερο διάστημα. Το Σύμπαν

Τα στοιχεία που έχουμε από την αστρονομία μας δείχνουν ότι το Σύμπαν διαστέλλεται, όπως μετά από μια έκρηξη, τη Μεγάλη Έκρηξη, που συνέβη περίπου πριν από 15 δισεκατομμύρια χρόνια. Στην αρχή, το Σύμπαν ήταν ασύλληπτα θερμό και πυκνό, και το μέγεθός του ήταν πιο μικρό κι από ένα μόνο άτομο! Από τότε έχει διασταλλεί και ψυχθεί, φτάνοντας σε θερμοκρασία μόλις 3 βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν.

Όταν παρατηρούμε τους απομακρυσμένους αστέρες και τους γαλαξίες κοιτάζουμε επίσης πίσω στο χρόνο. Μερικά από τα μυστηριώδη αντικείμενα που ονομάζονται κβάζαρ είναι τόσο μακριά ώστε όταν τα παρατηρούμε βλέπουμε φως που εκπέμφθηκε πριν από περισσότερα των 10 δισεκατομμυρίων χρόνια. (Τα κβάζαρ βρίσκονται σε απόσταση μεγαλύτερη των 10 δισεκατομμυρίων ετών φωτός.)

Το Βαθύ Πεδίο του Hubble - Η πλέον απομακρυσμένη οπτική άποψη του Σύμπαντος από τον άνθρωπο

Ισως να φαίνεται ότι, κοιτώντας αντικείμενα που βρίσκονται σε ακόμα μεγαλύτερη απόσταση, μπορεί να πλησιάσουμε στην παρατήρηση της αρχής του Σύμπαντος και της Μεγάλης Έκρηξης. Ωστόσο, οι συνθήκες που επικρατούσαν στο πρώιμο Σύμπαν μας εμποδίζουν.

Πριν το Σύμπαν φτάσει στην ηλικία των 300 000 χρόνων ήταν υπερβολικά θερμό ώστε να επιτρέπεται η ύπαρξη ουδέτερων ατόμων. Αντί γι' αυτό το Σύμπαν πρέπει να ήταν ένα θερμό πλάσμα από ελεύθερα κινούμενα φορτισμένα σωματίδια - ηλεκτρόνια και πυρήνες στα ύστερα στάδια ή περισσότερο εξωτικά μίγματα στα πρώιμα στάδια. Το φως πρέπει τότε να απορροφούταν και να εκπεμπόταν εκ νέου από τα φορτισμένα σωματίδια - με άλλα λόγια, το Σύμπαν θα πρέπει να ήταν αδιαφανές. Μόνο σε ηλικία 300 000 χρόνων το Σύμπαν πρέπει να ψύχθηκε επαρκώς ώστε τα ηλεκτρόνια να πλησιάσουν τους πυρήνες για να σχηματίσουν τα άτομα. Μόνο τότε μπόρεσε το φως να ταξιδέψει ελεύθερα και το Σύμπαν να γίνει διαφανές.

Η πρώιμη αδιαφάνεια του Σύμπαντος εμποδίζει τους αστρονόμους να δουν κατευθείαν πίσω στη Μεγάλη Έκρηξη, πριν από το σχηματισμό των ατόμων. Για τη μελέτη της δημιουργίας της ύλης απαιτείται φυσική σωματιδίων υψηλών ενεργειών και πειράματα, όπως αυτά που γίνονται στον επιταχυντή συγκρουόμενων δεσμών ηλεκτρονίων ποζιτρονίων, LEP, στο CERN.