La velocidad de la luz nos brinda una herramienta asombrosa para estudiar el universo. Porque la luz solo viaja 300, 000 kilómetros por segundo, cuando vemos objetos distantes, estamos mirando atrás en el tiempo.

No ves el sol como es hoy estás viendo un sol de 8 minutos. Estás viendo a Betelgeuse, de 642 años. Andrómeda de 2,5 millones de años. De hecho, puedes seguir haciendo esto, mirando más lejos, y más profundo en el tiempo. Dado que el universo se está expandiendo hoy, estaba más cerca en el pasado.

Ejecuta el reloj del universo al revés desde el principio y llegas a un lugar que era más caluroso y denso de lo que es hoy. Tan denso que el universo entero poco después del Big Bang era solo una sopa de protones, neutrones y electrones, sin nada que los mantenga unidos.

De hecho, una vez que se expandió y se enfrió un poco, todo el universo era tan caliente y denso como el núcleo de una estrella como nuestro sol. Estaba lo suficientemente frío como para que se formaran átomos ionizados de hidrógeno.

Debido a que el universo tiene las condiciones del núcleo de una estrella, tenía la temperatura y la presión para fusionar hidrógeno en helio y otros elementos más pesados. Según la proporción de esos elementos que vemos en el universo hoy:74% de hidrógeno, 25% helio y 1% misceláneo, sabemos cuánto tiempo estuvo el universo en esta condición de "todo el universo es una estrella".

Duró unos 17 minutos. Desde 3 minutos después del Big Bang hasta aproximadamente 20 minutos después del Big Bang. En esos pocos, momentos cortos, Los payasos reunieron todo el helio que necesitarían para perseguirnos con toda una vida de animales con globos.

El proceso de fusión genera fotones de radiación gamma. En el centro de nuestro sol estos fotones rebotan de un átomo a otro, eventualmente saliendo del núcleo, a través de la zona radiante del sol, y finalmente al espacio. Este proceso puede durar decenas de miles de años. Pero en el universo temprano, No había ningún lugar al que pudieran ir estos fotones primordiales de radiación gamma. En todas partes hacía más calor universo denso.

El universo continuaba expandiéndose, y finalmente, solo unos cientos de miles de años después del Big Bang, el universo finalmente estaba lo suficientemente frío como para que estos átomos de hidrógeno y helio atraigan electrones libres, convirtiéndolos en átomos neutros.

Este fue el momento de la primera luz en el universo, entre 240, 000 y 300, 000 años después del Big Bang, conocida como la Era de la Recombinación. La primera vez que los fotones pudieron descansar un segundo, unidos como electrones a los átomos. Fue en este punto que el universo pasó de ser totalmente opaco, a transparente.

Y esta es la luz más temprana posible que los astrónomos pueden ver. Adelante, dilo conmigo:la radiación cósmica de fondo de microondas. Debido a que el universo se ha expandido durante los 13.800 millones de años desde entonces hasta ahora, los primeros fotones se estiraron, o corrido al rojo, desde la luz ultravioleta y visible hasta el extremo del espectro de microondas.

Si pudieras ver el universo con ojos de microondas, verías esa primera ráfaga de radiación en todas direcciones. El universo celebrando su existencia.

Después de ese primer rayo de luz, todo estaba oscuro, no había estrellas ni galaxias, solo enormes cantidades de estos elementos primordiales. Al comienzo de estas edades oscuras, la temperatura de todo el universo era de unos 4000 kelvin. Compare eso con los 2.7 kelvin que vemos hoy. Al final de la edad oscura 150 millones de años después, la temperatura era más razonable de 60 kelvin.

Durante los próximos 850 millones de años, estos elementos se unieron en estrellas monstruosas de hidrógeno puro y helio. Sin elementos más pesados, eran libres de formar estrellas con decenas o incluso cientos de veces la masa de nuestro propio sol. Estas son las estrellas de la Población III, o las primeras estrellas, y todavía no tenemos telescopios lo suficientemente potentes para verlos. Los astrónomos estiman indirectamente que esas primeras estrellas se formaron unos 560 millones de años después del Big Bang.

Luego, esas primeras estrellas explotaron como supernovas, se formaron estrellas más masivas y también detonaron. Es muy difícil imaginar cómo debe haber sido ese momento, con estrellas estallando como fuegos artificiales. Pero sabemos que fue tan común y tan violento que iluminó todo el universo en una era llamada reionización. La mayor parte del universo era plasma caliente.

El universo primitivo era caliente y terrible y no había muchos de los elementos más pesados ​​de los que depende la vida tal como la conocemos. Solo piensa en ello. No se puede obtener oxígeno sin fusión en una estrella incluso varias generaciones. Nuestro propio sistema solar es el resultado de varias generaciones de supernovas que explotaron, sembrando nuestra región con elementos cada vez más pesados.

Como mencioné anteriormente en el artículo, el universo se enfrió de 4000 kelvin a 60 kelvin. Aproximadamente 10 millones de años después del Big Bang, la temperatura del universo era de 100 C, el punto de ebullición del agua. Y luego, 7 millones de años después, bajó a 0 C, el punto de congelación del agua.

Esto ha llevado a los astrónomos a teorizar que durante unos 7 millones de años, el agua líquida estaba presente en todo el universo ... en todas partes. Y dondequiera que encontremos agua líquida en la Tierra, encontramos la vida.

Entonces es posible Es posible que la vida primitiva pudiera haberse formado con el universo que tenía solo 10 millones de años. El físico Avi Loeb llama a esto la época habitable del universo. Sin evidencia, pero es una idea genial en la que pensar.

Siempre encuentro absolutamente alucinante pensar que todo lo que nos rodea en todas direcciones es la primera luz del universo. Han tardado 13,8 mil millones de años en llegar a nosotros, y aunque necesitamos ojos de microondas para verlo realmente, está allá, En todas partes.