Установлено точное время рассеивания первобытного водорода во Вселенной

Десятки миллионов лет наша новорожденная Вселенная была окутана водородом. Постепенно этот туман был рассеян «рассветным» светом самых первых звезд, определившим форму зарождающегося космоса. Наличие временной шкалы этого периода помогло бы ученым понять эволюцию Вселенной. Но до сих пор описание этого этапа было весьма условным и неточным.

Рассеяние первоначального водородного тумана
Рассеяние первоначального водородного тумана. Иллюстрация: Unsplash

Международная группа астрономов во главе с Астрономическим институтом Макса Планка в Германии использовала свет от десятков квазаров, чтобы устранить эту неопределенность. Выяснилось, что последние области водородного «тумана» рассеялись намного позже, чем предполагали ученые. Это произошло через миллиард лет после Большого взрыва.

Рассеивание первобытного водородного тумана

Первые 380 тысяч лет после Большого взрыва можно описать как «статичное шипение» субатомных частиц в остывающем вакууме расширяющегося пространства-времени. Как только температура снизилась, образовались первые атомы водорода (изотоп протий) — простые структуры, состоящие из одиночных протонов, объединяющихся с одиночными электронами. В этот период вся Вселенная была заполнена незаряженными атомами в беспросветной тьме.

В местах, где нейтральные атомы водорода собирались под непредсказуемыми толчками квантовых законов, гравитация брала верх, стягивая все больше и больше газа в шары, где мог начаться ядерный синтез. Так зажглись первые звезды, осветившие Вселенную. Свет космической зари залил окружающий водородный туман излучением, выбив их электроны из протонов и превратив атомы обратно в ионы, которыми они когда-то были. Так рассеялся первобытный туман после рождения Вселенной.

Сколько времени занял этот «рассвет» — от первого света ранних звезд до реионизации оставшихся очагов первичного водорода — ученым долго было неизвестно. До недавнего времени. Новые технологии позволили пролить свет на эту загадку.

Поздняя реионизация

«50 лет назад преобладало мнение, что реионизация завершилась через 900 млн лет после Большого взрыва», — говорит астроном Фредерик Дэвис из Астрономического института Макса Планка в Германии.

Чтобы лучше понять рассеивание ионизированного водорода, исследователи перепроверили выборку по высококачественным спектральным данным за последние 50 лет, проанализировав свет от 67 квазаров. Выяснилось, что последние остатки исходного водорода были «выжжены» лучами звездного света первого поколения примерно через 1,1 млрд лет после Большого взрыва, т.е. на 200 млн лет позже предполагаемого ранее расчета.

«Новый набор данных представляет собой важнейшую точку отсчета, по сравнению с которой численное моделирование первого миллиарда лет существования Вселенной будет пересмотрено», — утверждает Фредерик Дэвис.

Напомним, что ранее выяснилось, что первые звезды Вселенной начали формироваться раньше, чем считалось учеными.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t. me/ustmagazine