Десятки мільйонів років новонароджений Всесвіт був оповитий воднем. Поступово газовий туман розривався світлом перших зірок, що і визначило форму сучасного космосу, передає Альтернативна наука.
Первородний водневий туман
Визначення термінів первісного матеріального зсуву допомогло б із класифікацією еволюції Всесвіту, проте досі ми блукаємо серед нечітких оцінок і низькоякісних даних.
Міжнародна група астрономів на базі Інституту астрономії Макса Планка використовувала світло від десятків квазарів, щоб з'ясувати, чому першорідний водневий туман згорів набагато пізніше, ніж ми досі припускали, - через мільярд років після Великого вибуху.
Перші 380 000 років були статичним рухом субатомних частинок, що виходили з вакууму простору-часу, який остигав і розширювався.
Коли температура знизилася, утворилися атоми водню - найпростіші структури, що складаються з поодиноких протонів, об'єднаних з поодинокими електронами.
Незабаром Всесвіт поповнювався незарядженими атомами, що блукали в нескінченній темряві.
Там, де нейтральні атоми водню скупчувалися під натиском квантових законів, гравітація брала гору, втягуючи дедалі більше й більше газу в кулі, всередині яких спалахував ядерний синтез.
Перший схід сонця - початок космічного світанку - радіаційно вимивав навколишній водневий туман, відштовхуючи електрони від протонів і заново перетворюючи атоми на іони.
Як довго тривав цей світанок - від першого світла перших зірок до реіонізації останніх осередків первісного водню - досі неясно.
У дослідженнях, проведених понад 50 років тому, використовувався спосіб поглинання світла від активного галактичного ядра проміжним газом, що плаває в міжгалактичному середовищі.
Якщо б вдалося знайти серію квазарів, розташованих в одному космічному регіоні, то можна спробувати визначити часову шкалу іонізації нейтрального водневого газу.
Реіонізація в пошуках нових технологій
Знати теорію - це одне. Але на практиці важко визначити точну часову шкалу за кількома квазарами. Їхнє світло не тільки спотворене розширенням Всесвіту, а й проходить через "кишені" нейтрального водню, що утворилися задовго до космічного світанку.
Щоб краще простежити за переміщенням іонізованого водню, дослідники збільшили свою вибірку, потроївши колишню кількість високоякісних спектральних даних і проаналізувавши світло загалом 67 квазарів.
Мета полягала в тому, щоб краще зрозуміти вплив більш свіжих скупчень атомів. Таким чином можна ідентифікувати більш віддалені сплески іонізації.
Згідно з отриманими даними, останні залишки первісного водню потрапили під промені зірок першого покоління приблизно через 1,1 мільярда років після Великого вибуху.
"Ще кілька років тому переважала думка, що реіонізація завершилася на 200 мільйонів років раніше", - каже Фредерік Девіс, астроном з Інституту Макса Планка.
"Тепер у нас є найпереконливіші докази того, що процес завершився набагато пізніше, в космічну епоху, більш доступну для спостереження за допомогою сучасних засобів".
Майбутні технології, здатні безпосередньо виявляти спектральні лінії, що випускаються під час реіонізації водню, зможуть ще більше уточнити не тільки час закінчення цієї епохи, а й надати найважливіші деталі, як вона розгорталася.
"Новий набір даних є найважливішим еталоном, на основі якого ще довгі роки перевірятимуться кількісні моделі перших мільярдів років існування Всесвіту", - упевнений Девіс.
