Mis on vanim värvus universumis?

 (70)
Mis on vanim värvus universumis?
Universumi evolutsioon alates Suurest Paugust kuni tänaseni (Pildi autor: NASA)

Kosmost täidavad nii inimsilmale nähtavad kui ka nähtamatud, nii uued kui ka iidsed värvused. Nüüdisajal teame, et üks neist tekkis tõenäoliselt teistest varem.

Meie seniste paremate teadmiste kohaselt tekkis universum millalgi 13,8 miljardit aastat tagasi Suure Pauguga. Kõige varajasematel hetkedel oli see tihedam ja kuumem kui kunagi hiljem. Kuid Suur Pauk ei plahvatanud olemasoleva tühja ruumi sisse — see ise oli energiaga täidetud paisuv ruum.

Alguses oli kosmiline ruum nii tuline, et valgus ei saanud selles lihtsalt eksisteerida. Enne, kui esimesed footonid said ilmuda, pidi kosmos põgusa hetke jahtuma. Umbes kümnendal sekundil algaski meie universumis footonite ajajärk.

Prootonid ja neutronid olid jahtudes tahenenud vesiniku- ja heeliumiaatomite tuumadeks ning kosmilist ruumi täitis tuumadest, elektronidest ja footonitest koosnev plasma. Tol perioodil küündis universumi temperatuur umbes miljardi kelvinini (sisuliselt sama palju Celsiuse järgi).

Kuid ehkki valgus kui selline oli juba olemas, polnud toonases universumis siiski veel värvuseid. Ürgfootonite ajajärgul valitsesid kosmilises ruumis nii kõrged temperatuurid, et valgus ei suutnud tihedat plasmat läbistada. Värvuste ilmumine võttis aega veel umbes 380 000 aastat, mil tuuma-osakesed ja elektronid olid piisavalt jahtunud, et ühineda aatomiteks.

Selleks ajaks kujutas vaadeldav universum endast vesiniku ja heeliumi läbipaistvat kosmilist pilve läbimõõduga 84 miljonit valgusaastat. Kõik Suures Paugus moodustunud footonid said sellest ajast alates vabalt läbi aegruumi voolata.

Seotud lood:

See on universumi nähtavaks muutumise perioodist pärinev valguskiirgus, mida nüüdisajal nimetatakse kosmiliseks mikrolaine-taustkiirguseks. Miljardite aastate jooksul on too hõõgus jahtunud nii palju, et selle temperatuur on vaid vähem kui kolm kraadi kõrgem absoluutsest nullist.

Sel ajal, kui taustkiirgus tekkis, oli universum aga oluliselt kuumem (u 3000 kelvinit). Varajane universum oli täidetud ereda sooja kumaga.

Varajase universumi värvus (Pildi autor: Planck / IPAC)

Saame üsna täpselt oletada, mis värvi see kuma oli. Varajase universumi temperatuur oli valdavalt ühtlane ja selle valguse lainepikkused vastasid jaotusele, mida nimetatakse musta keha kiirguseks (ingl blackbody radiation).

Paljud kehad saavad oma värvuse materjalilt, millest need koosnevad, kuid musta keha värvus sõltub ainult selle temperatuurist. U 3000 kelvinise temperatuuriga must keha kiirgab heleoranži kuma, mis meenutab 60-vatise hõõglambi valgust.

Inimesed ei näe valgust eriti täpselt. Tajutud värvustoon sõltub lisaks valguse värvusele ka eredusest ja sellest, kui hästi on meie silmad kohanenud pimedusega. Kui saaksime rännata ajas tagasi esimese valguse ajajärku, täheldaksime tõenäoliselt lõkkevalgusega sarnast oranžikat kuma.

Järgmiste sadade miljonite aastate jooksul pidi too oranž kuma tuhmuma ja punasemaks muutuma sedamööda, kuidas universum aiva paisus ja jahtus. Selle perioodi lõpuks pidi universum olema must ja pime.

Pärast u 400 miljoni aasta möödumist hakkasid tekkima esimesed tähed ja universumisse ilmus taas valgus, mis seekord pärines eredatelt sinakasvalgetelt tähtedelt. Sedamööda, kuidas tekkisid tähed ja galaktikad, hakkasid kosmilisse ruumi siginema uued värvustoonid.

Kosmiline latte: praeguse universumi keskmine värvus (foto: amazon.com)

2002. aastal arvutasid Karl Glazebrook ja Ivan Baldry kõigist praegusel ajal vaadeldavatest tähtedest ja galaktikatest lähtuva valguse keskmise väärtuse, et saada teada, mis värvi on nüüdisaegne universum. Selgus, et universum on keskeltläbi beežikas, umbes nagu koorega kohv. Värvustoonile omistatigi nimetus „kosmiline piimakohv“ (ingl cosmic latte).

Seegi värvus pole aga määratud igavesti püsima. Sedamööda, kuidas sinised tähed vananevad ja hääbuvad, jääb alles ainult kääbustähtede tumepunane kuma.

Viimaks, triljonite aastate pärast, kuhtub nendegi valgus ja universum on taas üleni pime. Aja jooksul tuhmuvad kõik värvid ja aja vool kannab meid kõiki igavesse pimedusse.