Svjetlost koja je nastala u najranijim fazama svemira nosi sa sobom priču o nastanku svega što poznajemo. Iako se čini da je svaka zraka svjetlosti podložna istom zakonu – putuje brzinom od oko 300 000 kilometara u sekundi – njeno iskustvo vremena je potpuno drugačije od našeg. U nastavku ćemo razjasniti kako svjetlost iz ranog svemira dolazi do nas, zašto ne osjeća prolaz vremena i kako znanstvenici mogu proučavati najstariju svjetlost koju ikada otkriju.
Sadržaj...
Zašto svjetlost ne prolazi kroz vrijeme?
Prema općoj teoriji relativnosti, prostor i vrijeme tvore jedinstvenu četverodimenzionalnu strukturu poznatu kao prostor‑vrijeme. Kada se brzina tijela približi brzini svjetlosti, relativistički učinci postaju sve izraženiji. Za česticu koja se kreće brzinom svjetlosti – foton – Lorentzov faktor kontrakcije iznosi nula, a faktor dilatacije vremena postaje beskonačan. To znači da, iz perspektive samog fotona, početak i kraj njegovog putovanja odvijaju se istovremeno; ne postoji unutarnji sat koji bi mjerao proteklo vrijeme.
Važno je naglasiti da ova izjava ne znači da svjetlost ne putuje kroz prostor ili da ne može biti detektirana. Ona opisuje samo to da, u svom vlastitom referentnom okviru, svjetlost ne prolazi kroz vrijeme. Za promatrače koji se nalaze u običnom, ne‑relativističkom okviru, svjetlost i dalje prelazi određenu udaljenost u određenom vremenu.
Put svjetlosti od Velikog praska do današnjeg dana
U trenutku otprilike 380 000 godina nakon Velikog praska svemir je postao dovoljno proziran da fotoni mogu slobodno putovati. Taj događaj naziva se rekombinacija, a svjetlost koja je tada nastala poznata je kao kozmološko mikrovalno pozadinsko zračenje. U početku je bilo vidljivo u vidljivom spektru, ali je zbog stalnog širenja svemira njegova valna duljina „crvenila“ i energija je opala.Kako svemir raste, valna duljina tih fotona se pomiče prema duljim, odnosno nižim frekvencijama. Danas je kozmološko mikrovalno pozadinsko zračenje detektabilno u mikrovalnom spektru, a njegova temperatura iznosi svega 2,73 kelvina. Svjetlost je putovala milijarde godina, ali za svakog fotona taj put je jedinstven “trenutak” iz njegove perspektive – on ne osjeća nikakav prolaz vremena.
Kako znanstvenici mjere najstariju svjetlost
Za istraživanje najstarije svjetlosti znanstvenici koriste nekoliko ključnih metoda. Svaka od njih omogućuje precizno određivanje svojstava fotona i, posljedično, uvjeta u kojima je nastalo svjetlo.
- Spektroskopija mikrovalnog zračenja – mjerenjem temperature i spektr
