宇宙の暗黒時代とは？ビッグバン後の宇宙の初期の謎を解明する

ビッグバン後、宇宙は急激に膨張し、私たちが見ることのできる星々や銀河が形成されるまで、長い「暗黒時代」が続きました。この時期、光はどのように空間を進むことができなかったのか、そして宇宙の初期にはなぜそのような暗黒の時代が存在していたのかについて解説します。

ビッグバンと宇宙の膨張

ビッグバンは宇宙の起源として知られ、約138億年前に発生しました。この爆発的膨張により、宇宙は急速に広がり、最初の数百万年は非常に高温・高密度の状態が続きました。この時期、光子（光の粒子）は非常に高エネルギー状態にあり、電子や陽子と頻繁に衝突していました。

このため、光は自由に進むことができず、散乱してしまっていました。宇宙は「プラズマ状態」と呼ばれ、光は空間を進むことができませんでした。この状態は、後に「再結合時期」に達するまで続きました。

「暗黒時代」とは、宇宙が冷却され、最初の星が誕生する前の時期を指します。この期間、光は自由に進むことができず、宇宙全体が非常に暗かったため、「暗黒」と呼ばれています。

この時期、宇宙は光を放つ天体がまだ存在していなかったため、私たちが現在見ることのできるような銀河や星々の輝きがありませんでした。また、この暗黒時代は宇宙の膨張とともに、次第に終息していきました。

約38万年後、宇宙が冷却され、最初の中性水素原子が形成される「再結合時期」を迎えました。この時点で、光子は物質との衝突を避け、自由に進むことができるようになりました。この瞬間、宇宙は透明になり、私たちが観測することのできる「宇宙背景放射」が放たれました。

この光は現在も観測されており、ビッグバン後の宇宙の初期状態を知るための貴重な手がかりとなっています。

暗黒時代が終わると、最初の星や銀河が誕生し、これらの天体が放つ光は宇宙全体に広がっていきました。この光が周囲のガスを暖め、宇宙全体が再び明るくなり始めました。

最初の銀河は非常に小さく、またその形成は現在の銀河とは異なる構造をしていましたが、それでもこれらの最初の光が暗黒時代を終わらせる重要な役割を果たしました。

ビッグバン後の膨張速度が光速を越えていたため、光が空間を進む速度よりも膨張の速さが上回っていたという説もあります。このため、光が一部の場所に到達できなかった可能性も考えられます。

宇宙の膨張は時間とともに減速し、再結合後には光が自由に進むことができるようになりました。このような膨張と光速の関係は、宇宙の初期の状態を理解する上で非常に重要なポイントです。

宇宙の暗黒時代は、光が物質と頻繁に衝突していたため、光が自由に進むことができなかった時期を指します。この時期を経て、再結合によって光が自由に進み始め、最初の銀河が誕生しました。暗黒時代は宇宙の膨張と密接に関わっており、その後の宇宙の進化を理解するために重要な役割を果たしています。