Вселенная купается в море света: от сине-белых мерцаний молодых звёзд до глубокого красного свечения водородных облаков. Помимо цветов, видимых человеческими глазами, есть вспышки рентгеновских и гамма-лучей, ряд излучений в других диапазонах. Но был один цвет, который появился раньше всех — первый цвет Вселенной.
История Вселенной началась 13,8 миллиарда лет назад сразу после Большого взрыва. Он часто представляется как яркая вспышка света, возникшая из моря тьмы, но это не совсем так. Большой взрыв произошел не в пустоте. Это было расширяющееся пространство, наполненное энергией.
Сначала температура была настолько высокой, что свет отстутствовал. Космос остыл в течение очень короткого промежутка времени, прежде чем появились фотоны. Примерно через долю секунды с тридцатью двумя нулями после запятой (10 в -33 степени секунд) Вселенная вступила в «фотонную» эпоху. Протоны и нейтроны остыли и образовали ядра дейтерия и гелия — пространство стало заполнено плазмой из ядер, электронов и фотонов. В то время температура Вселенной составляла около 1 миллиарда Кельвинов.
Хотя свет и был, но цвета еще не было. Цвет — это то, что мы можем видеть. В эпоху фотонов температура была настолько высокая, что свет не мог проникнуть через плотную плазму. Цвет не появился до тех пор, пока ядра и электроны не охладились до уровня, при котором они соединяются в атомы. Вселенной понадобилось около 379 000 лет, чтобы остыть до нужной температуры.
К тому времени наблюдаемая Вселенная стала прозрачным космическим облаком водорода и гелия диаметром 84 миллиона световых лет. Все фотоны, образовавшиеся в ходе Большого Взрыва, наконец-то смогли свободно двигаться в пространстве и во времени. То, что мы сейчас видим как космический микроволновый фон — свидетельство времён, когда Вселенная стала «видимой».
У нас есть чёткое представление, каким был первый цвет Вселенной. Изначально она имела почти равномерную температуру, а её спектр соответствовал абсолютно чёрному телу.
Многие объекты имеют цвет в зависимости от типа материала, из которого они сделаны, но цвет абсолютно чёрного тела зависит только от его температуры. Чёрное тело при температуре около 3000 К будет иметь ярко-оранжево-белое свечение, похожее на тёплый свет старой 60-ваттной лампочки. Но стоит отметить, человеческий глаз не способен точно различить эти оттенки. Многое зависит от яркости объекта и приспособленности наших глаз к темноте.
Если бы мы могли вернуться в период появления первого цвета, вероятно, увидели оранжевое свечение, похожее на огонь костра. В течение последующих нескольких сотен миллионов лет оно сменилось на красное, поскольку Вселенная продолжала расширяться и охлаждаться. В конце концов Вселенная стала тёмной.
Примерно через 400 миллионов лет начали формироваться первые яркие сине-белые звёзды, и по мере их появления и развития вместе с галактиками космос начал приобретать новые цвета.
В 2002 году два астронома Карл Глазебрук (Karl Glazebrook) и Иван Балдри (Ivan Baldry) из университета Джонса-Хопкинса вычислили средний цвет всего света, который мы видим от звёзд и галактик, чтобы определить текущий цвет Вселенной. Получился бледно-коричневый оттенок, похожий на цвет кофе со сливками или как его прозвали «космический латте».
Когда большие голубые звёзды постареют и умрут, останется только глубокое красное свечение карликовых звезд. Наконец, через триллионы лет даже их свет погаснет, и Вселенная станет «чёрным океаном». Все цвета со временем исчезнут, и время унесёт нас всех во тьму.
Но на данный момент цвета Вселенной всё ещё пестрят яркими красками. И если вы сидите у костра, а у вас в руках кофе со сливками, посмотрите в темноту и вспомните, что вы купаетесь в космических калейдоскопе цветов. Прошлого, настоящего и будущего.
Источник: phys-org.cdn.ampproject.org
Перевод: Артур Арушанян
