Τετάρτη, 12 Μαρτίου 2025, 2:37:07 μμ
Παρασκευή, 21 Φεβρουαρίου 2025 13:50

Ή γέννηση του φωτός

Γράφει ο Κωνσταντίνος Βαστάκης.

Θεολόγος, πρώην λυκειάρχης

 

και είπεν ο θεός γενηθήτω φως (Ρένεσις Α, 1-13) και εγένετο φως, διάχυτο στο χώρο δημιουργίας.

  • Εισαγωγικά

Φως είναι το αίτιο το οποίο ερεθίζει το αισθητήριο όργανο της οράσεως και καθιστά τα πράγματα ορατά, είναι καθετί που φέγγει μεταφορικά είναι η γνώση η πείρα η σοφία.

Το φως εξαφανίζει το σκότος. Ως εκ τούτου πριν λάμψει το πρώτο φως υπήρχε απόλυτο σκοτάδι μέσα στο χάος. Το ερώτημα είναι, πότε έλαμψε το πρώτο φως μέσα στο σύμπαν; Οι αστρονόμοι ψάχνουν να βρουν την πρώτη πηγή φωτός, ερευνώντας την ιστορία του σύμπαντος με τη χρήση ισχυρότατο τηλεσκόπιων. Υπέρτατη λαχτάρα τους είναι ένα ψηλαφίσουν όλη την ιστορία του σύμπαντος από τη γένεσή του δηλαδή από τη μεγάλη έκρηξη (Big Bang) μέχρι την εποχή μας σχεδόν εδώ και 14 δισεκατομμύρια χρόνια, από τότε μέχρι σήμερα.

  • Μετά τη μεγάλη έκρηξη και αφού πέρασαν περίπου 400.000 χρόνια το φως μπορούσε να ταξιδεύει ελεύθερα στο σύμπαν. Από τότε κατά τους αστρονόμους είχαν περάσει περίπου 400.000 χρόνια και το σύμπαν άρχισε να διαστέλλεται και να κρυώνει απλώνοντας το πρωταρχικό φως από την αρχική του υψηλή συχνότητα μέχρι που να μπορεί να ανιχνευτεί σήμερα σαν φωτόνια στην περιοχή των μικροκυμάτων κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, που φθάνει από ολόκληρο το σύμπαν.
  • Οι αστρονόμοι χρησιμοποιώντας τους δορυφόρους COBE (Cosmic Background Explorer-Εξερευνητές Κοσμικού Υποβάθρου) και WMAP για τη χαρτογράφηση της ακτινοβολία του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου οι αστρονόμοι έφτιαξαν μια φωτογραφία του σύμπαντος όπως ήταν 400.000 χρόνια μετά την μεγάλη έκρηξη την Big Bang. Τα δεδομένα από το COBE έδωσαν στον John Mather και στον George Smoot το βραβείο νόμπελ για τη φυσική το έτος 2006.
  • Το τυπικό κοσμολογικό πρότυπο για το πώς εξελίχθηκε το σύμπαν μας λέει περίπου 400.000 χρόνια μετά την μεγάλη έκρηξη το σύμπαν κρύωσε και κατέβηκε στους 3000°C της κλίμακας κέλβιν. Αυτή ήταν μια θερμοκρασία αρκετά χαμηλή για τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια ώστε αυτά να μπορέσουν να συνδεθούν και να σχηματίσουν ουδέτερο υδρογόνο από το αέριο ιόντων. Τα ηλεκτρόνια στο ουδέτερο υδρογόνο (όπως και σε άλλα άτομα ή μόρια) απορροφά φωτόνια πολύ αποτελεσματικά έτσι ώστε ένα σύμπαν γεμάτο με ουδέτερο υδρογόνο να είναι αδιαφανές. Όταν όμως τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια είναι ξεχωριστά δεν μπορούν να δεσμεύσουν τα φωτόνια και έτσι ένα σύμπαν γεμάτο από ιονισμένο αέριο- όπως ήταν η κατάσταση μέχρι περίπου 400.000 χρόνια μετά τη μεγάλη έκρηξη, και είναι και πάλι έτσι η κατάσταση σήμερα- είναι σχετικά διαφανές. Οι χάρτες των COBE και WMAP μας δείχνουν ότι το σύμπαν κατά το στάδιο της αδιαφάνειας στην αρχή της σκοτεινής εποχής του σύμπαντος. Αυτή η περίοδος τελείωσε όταν το σύμπαν έγινε πάλι ιονισμένο.
  • Υπάρχουν επίσης φωτογραφίες ενός ακόμη πιο πρόσφατο σύμπαντος και ναι οι γαλαξίες είναι γεμάτη αστέρια όπως ήταν 1000 εκατομμύρια χρόνια μετά τη μεγάλη έκρηξη, όταν το σύμπαν έγινε διαφανές. Εξαιτίας της πεπερασμένης ταχύτητας του φωτός το φως από απομακρυσμένα αντικείμενα χρειάζεται πολύ περισσότερο χρόνο για να φτάσει σε εμάς, από ότι τα γειτονικά αντικείμενα. Επομένως βλέπουμε αυτά τα απομακρυσμένα αντικείμενα όπως ήταν πολύ καιρό πριν. Κοιτάζοντας για αστρονόμοι τα πολύ απομακρυσμένα αντικείμενα είναι ικανοί να δουν πως το φως το οποίο ταξίδεψε σχεδόν 13.000 εκατομμύρια χρόνια- που σημαίνει ότι βλέπουν αυτά τα αντικείμενα όπως ήταν λιγότερο από 1000 εκατομμύρια χρόνια μετά τη μεγάλη έκρηξη. Αλλά τι συνέβη μεταξύ της απελευθέρωσης κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου 400.000 χρόνια μετά τη μεγάλη έκρηξη και του φωτός που εκπέμφθηκε από αυτούς τους πολύ απομακρυσμένους γαλαξίες σχεδόν 1000 εκατομμύρια χρόνια αργότερα; πότε και πώς αυτή η κοσμική ομίχλη σηκώθηκε; τι άλλαξε μια θάλασσα από σωματίδια χωρίς καμία δομή σε ένα σύμπαν το οποίο φωτίζεται από αναρίθμητα αστέρια στους με άλλους γαλαξίες; Ο Abraham Loeb αστρονόμος του πανεπιστημίου του χάρβαρντ αυτό θέτει ως η κατάσταση που αντιμετωπίζουν οι αστρονόμοι είναι παρόμοια με το να έχεις ένα άλμπουμ φωτογραφιών περιέχει την πρώτη εικόνα από υπέρηχους ενός νεογέννητου μωρού και μερικές φωτογραφίες του ίδιου προσώπου σαν έφηβος και σαν ενήλικας. Αυτό το οποίο επιστήμονες δεν ξέρουν άλλοι προσπαθούν να καταλάβουν είναι πότε και πώς γεννήθηκαν τα πρώτα αστέρια και οι γαλαξίες. Ο Loeb συνεχίζει: οι αστρονόμοι τώρα ψάχνω για τις χαμένες σελίδες του κοσμικού φωτο άλμπουμ που θα δείξουμε πώς εξελίχθηκε το σύμπαν κατά τη νηπιακή του ηλικία και φτιάχτηκαν τα δομικά του στοιχεία οι γαλαξίες όπως και ο δικός μας γαλαξίας.
  • Το σύμπαν περιείχε κυρίως υδρογόνο ήλιο και κάποια ίχνη από ελαφρά στοιχεία. Για να ιονιστεί το υδρογόνο λέγει o Abraham Loeb χρειάζεται 13,6 ev. - το είδος της ενέργειας που αντιστοιχεί σε φωτόνια υπεριώδους. Επομένως οτιδήποτε επανιόνισε στο σύμπαν πρέπει να απελευθέρωσε σημαντικές ποσότητες υπεριώδους ακτινοβολίας. Παρόλο που οι αστρονόμοι, λέγει ο A Loeb είναι ακόμη αβέβαιο για το τι μπορεί να απελευθερώσει τόση ιονιζουσα UV ακτινοβολία, υποπτεύονται ότι αυτό ήταν είτε τα πρώτα πολύ καυτά αστέρια, είτε πρώιμες μαύρες τρύπες, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες UV ακτινοβολίες, καθώς η ύλη έπεφτε πάνω τους . Αν είναι έτσι τα πράγματα τα αστέρια δεν πρέπει να είχαν σχηματιστεί πριν την εποχή του επανιονισμού. Έχουμε τουλάχιστον  την τελευταία ημερομηνία του σχηματισμού των πρώτων αστεριών.
  • Το 1965 οι Αμερικανοί αστρονόμοι James Grunn και Bruce Peterson προέβλεψαν ότι το φάσμα των κβαζαρ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον καθαρισμό του χρόνου του τελευταίου σταδίου της εποχής του επανιονισμού. Τα κβάζαρ είναι πολύ απομακρυσμένα και αρχαίοι γαλαξίες με εξαιρετική φωτεινότητα, θεωρείται ότι αυτά παίρνουν ενέργεια από ύλη που πέφτει σε γιγάντιες μαύρες τρύπες στο κέντρο τους. Ας προσέξουμε: α) Αν τα κβάζαρ είναι τόσο απομακρυσμένα, ‘ωτε το φως που εμείς παρατηρούμε δραπέτευσε κατά τη διάρκεια τη σκοτεινής εποχής, τότε το υπεριώδες τους φως θα έχει απορροφηθεί από το ουδέτερο υδρογόνο που υπήρχε εκείνη την εποχή, οπότε αν τα κβάζαρ είναι πιο κοντά και το φως που παρατηρούμε εκπέμφθηκε μόνο μετά τον επανανιονισμό, αυτό σημαίνει ότι τότε δεν θα υπήρχε ουδέτερο υδρογόνο για να το εμποδίσει. Ας σημειωθεί ότι καθώς τα άτομα του ουδέτερου υδρογόνου απορροφούν όλα τα μήκη φωτός, τα περισσότερα μήκη κύματος απελευθερώνονται πάλι, ενώ το υπέρυθυρο φως αντίθετα ιονίζει τα άτομα και απορροφάται τελείως.
  • Και κάτι ακόμη: αν έστω και ένα μικρό μέρος του διαγαλαξιακού μέσου (λιγότερο από ένα μέρος στο εκατομμύριο) ήταν ουδέτερο, όταν τα κβάζαρ απελευθερώναν το φως που τώρα βλέπουμε στη Γη, τότε αυτό θα είχε αφήσει ένα σημαντικό αποτύπωμα του φάσματος δηλαδή ένα έλλειμα στο φως στο υπεριώδες, γνωστό σαν ελάχιστο Grunn -Peterson. Έτσι οι James Grunn και Peterson προέβλεψαν το 1965, ότι τα κβάζαρ πέρα από μία ορισμένη απόσταση από τη Γη για την οποία παρατηρούμε φως, που ελευθερώθηκε προτού τελειώσει ο επανιονισμός θα έδειχναν μία λακούβα (ένα αποτύπωμα) στο φάσμα τους. Τα κβάζαρ που είναι πιο κοντά από αυτήν την απόσταση δεν θα έδειχναν τέτοιο ελάχιστο, διότι απελευθέρωσαν την ενέργεια που παρατηρούμε στη Γη αμέσως μετά που τελείωσε ο επανιονισμός.
  • Το 2001 η ομάδα του Robert Becker από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας των ΗΠΑ επιβεβαίωσε την πρόβλεψη των Grunn και Peterson. Τα μέλη της ομάδας αυτής έκαναν μία τεράστια αστρονομική έρευνα που μελέτησε το φάσμα περίπου 10.000 κβάζαρ. Το ελάχιστο ήταν το υπέρυθρο μέρος του φάσματος και επειδή τα κβάζαρ βρισκόταν πολύ μακριά το ταξίδι του φωτός ξεκίνησε προς τη Γη μόνο 900 εκατομμύρια χρόνια μετά την μεγάλη έκρηξη και χρειάστηκε έτσι 13.000 εκατομμύρια χρόνια για να φτάσει σε μας (στη Γη). Κατά τη διάρκεια αυτών των χρόνων το αρχικό του υπεριώδες φως πήγε στο υπέρυθρο (κοκκίνησε) κατά τη διαστολή του Σύμπαντος. Τα κβάζαρ που είναι ελαφρώς πιο κοντά στη Γη δεν εμφανίζουν τέτοιο ελάχιστο. Αυτό έδειξε ότι τα τελευταία απομεινάρια του ουδέτερου υδρογόνου στο Σύμπαν ιονίσθηκαν περίπου 900 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
  • Τέλος ας σημειωθεί ότι ο επανιονισμός ξεκίνησε κατά τους ειδικούς 400 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και ολοκληρώθηκε 400 με 500 εκατομμύρια χρόνια αργότερα. Αυτά, είναι σύμφωνα με τα ευρήματα από τις μελέτες με τα κβάζαρ:900 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Η Γη μας ευνοήθηκε από τον Θεό να έχει φως. Ας σκεφτούμε ότι στα απροσδιόριστα βάθη του αχανούς διαστήματος δεν έχει φτάσει ακόμη το φως. Εκεί επικρατεί απόλυτο σκότος.

Ας σημειωθεί τέλος ότι παράλληλα προς το υλικό φως υπάρχει το πνευματικό φως που χαρίζει στον άνθρωπο η θεία Πρόνοια, όταν αυτός είναι δεκτικός και καλοπροαίρετος και είναι ουσιαστικά συνδεδεμένος με τον πανάγαθο και παντοδύναμο Θεό, τον πατέρα τον Υιό και το Άγιο Πνεύμα.