Antes de que se formaran las estrellas en el universo, ¿qué formas de luz había?

El universo primitivo era extremadamente brillante, brillaba con rayos gamma y rayos X de energía extremadamente alta que fueron creados y reabsorbidos por un guiso de muchas partículas (algunas de ellas probablemente desconocidas para nosotros) que continuamente se creaban y aniquilaban en pares de partículas / antipartículas. . A medida que el universo se expandió y se enfrió, este brillo gradualmente se atenuó y se convirtió en su mayor parte en luz ultravioleta, luego en luz visible, luego en infrarroja y finalmente (como lo es hoy) en microondas, tal como cuando una pieza de metal al rojo vivo enfría su color cambia a rojo y luego infrarrojo. En el camino, la luz dejó de tener suficiente energía para crear pares de partículas, y luego dejó de interactuar con las partículas (después de que formaron átomos neutros, que son casi transparentes). Pero las partículas produjeron muchos objetos interesantes como nubes de gas y estrellas, algunas de las cuales se calentaron lo suficiente como para generar su propia luz. ¡Es una historia bastante sorprendente, y casi igualmente sorprendente que nuestra especie haya reconstruido gran parte de ella a partir de cuidadosas observaciones y experimentos!

Simplemente átomos.

Al principio el universo estaba muy caliente.

Aquí hay un gráfico, la escala log-log de la temperatura (en kelvin) y el tiempo (segundos).

Como puede ver, el universo se enfrió bastante rápido, pero aún a temperaturas de lote los átomos irradian luz, aunque no luz visible.

Bueno, había lo que llamamos microondas, rayos X, infrarrojos y otros tipos de energía. La luz es solo una palabra que usamos para describir la versión del espectro electromagnético que es visible para nuestros ojos. Pero los rayos X y las ondas de radio también son formas de luz, que solo existen en diferentes longitudes de onda.

Antes de que se formaran las estrellas, la luz en el estado de un fotón no existía. Después del Big Bang, quedó una gran nube de átomos de hidrógeno. Gracias a la gravedad, los átomos comenzaron a agruparse lentamente. Tan pronto como suficientes átomos de hidrógeno se habían agrupado, ocurrió un milagro; El primer átomo de hidrógeno se fusionó para crear helio. Y así, la fusión nuclear se había creado y las primeras estrellas nacieron emitiendo la primera luz y dando a nuestro universo la energía para mantener la vida.

Hubo CMB (Fondo cósmico de microondas – Wikipedia), que estaba en forma de luz visible cuando llegó a la vida. (a medida que pasaba el tiempo, la longitud de onda de CMB se extendía más allá de la luz visible). Pero allí no se veía nada, por lo que el Universo permaneció negro.

Es como en la biografía cuando ves la luz emitida por la máquina apuntando al lienzo. Cuando quitas los ojos del lienzo y miras arriba, donde está el cono de luz de la máquina, todavía ves mayormente oscuro. Tal vez con algunas partículas de polvo volando aquí y allá, pero en general verá negro.

Así fue en el Universo temprano. Tenías luz pero nada para ser iluminado por ella. Fue así hasta que se formaron las primeras estructuras más grandes de la materia del barión. Se llama la edad oscura del Universo.

EDITAR: antes de CMB, el Universo era plasmático (como dentro de nuestro Sol). Significa que los átomos no han tenido electrones a su alrededor. En este entorno no es posible que la luz se propague libremente porque está constantemente colisionando con electrones libres. Después de que el Universo se enfrió lo suficiente, los electrones encontraron su lugar en los átomos y el Universo se volvió transparente para las ondas electromagnéticas (luz). Desde este punto, hemos mencionado CMB: es la primera luz libre en el Universo.

De la línea de tiempo del Big Bang, parece que la inflación consiste en una transición de fase desde un estado desconocido, una expansión exponencial y radiación electrónica y térmica expresada como una resonancia paramétrica de ondas de gravedad y densidad.

Por Yinweichen – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, Archivo: History of the Universe.svg
En este, mira la flecha amarilla. Escrito justo al lado del punto de la flecha, dice el primer tiempo visible con luz.

Lee 4 y 5.