Rekombination
Indtil dette tidspunkt bestod Universet af et plasma; en suppe af frie elektroner, lette atomkerner og fotoner. Før de ca. 380.000 år1 var Universet så tæt, at fotonerne nærmest ingen veje kom, uden at de blev afbøjet af en elektron. Men omkring dette tidspunkt havde Universet udvidet sig så meget, at fotoner rent faktisk kunne rejse langt uden at risikere et sammenstød. Tætheden var simpelthen blevet mindre, og som et resultat af det blev Universet mere transparent. Pga. Universets udvidelse falder temperaturen også. På det her tidspunkt (igen ca. 380.000 år efter Big Bang) er temperaturen på ca. 3000 K, og det er tilpas lavt til at atomkerner er i stand til at holde på elektroner, og på den måde danne atomer.
På billedet til venstre ser man det tætte Univers, hvor fotonerne hele tiden afbøjes af elektroner. Efter 380.000 år. tid var temperaturen så lav, at protoner begyndte at kunne holde på elektroner og danne atomer. Fotonerne blev herefter ikke længere afbøjet, og Universet blev næsten fuldstændig transparent. Det ses på tegningen til højre.2
Som man ser, gør rekombinationen Universet så godt som fuldstændig transparent, og fotonerne vil kunne rejse frit gennem gassen uden at blive afbøjet. Og da der fra nu af ikke længere er noget til at bremse dem, vil de kunne rejse frit i resten af Universets levealder. Derfor findes de stadigvæk i dag, som det man kalder den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling. Eksistensen af denne baggrundsstråling blev forudsagt af den ukrainsk/amerikanske fysiker George Gamow (1904-1968) i 19483, og observeret i 1965 af Arno Penzias (1933-) og Robert Wilson (1936-), der begge arbejdede ved Bell Laboratoriet4 i New Jersey. Egentlig målte de på radiosignaler fra Mælkevejen, men bemærkede en svag støj, svarende til en uforklarlig tilførsel af stråling. I første omgang troede de støjen kom af at en due havde skidt på deres måleudstyr. De fik udstyret renset, men da støjen stadig var der konkluderede de, at det måtte være en form for stråling, der fandtes overalt i Universet, de havde målt. Det havde de ret i, og i 1978 fik de Nobelprisen for deres måling.
Her ses Penzias og Wilson foran den antenne de målte baggrundsstrålingen med.5
En visualisering af den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.6
Temperaturen af baggrundsstråling er i dag 2,7 K. Grunden til, at den ikke længere er 3000 K, er at strålingen er blevet rødforskudt. Rødforskydning kommer kort sagt af, at Universet ”udstrækker” strålingen når det udvider sig, hvilket også får temperaturen af strålingen til at falde. Du kan læse mere om rødforskydning her: Rødforskydning af lys. Det smukke er, at hvis man kombinerer 3000 K med, hvor meget rødforskudt strålingen er blevet, får man en værdi meget tæt på de 2,7 K, som man har målt. Med andre ord, så hænger tingene sammen på skønneste vis. Denne sammenhæng, samt det at strålingen er at finde overalt i Universet, gør den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling til et af de allerstærkeste argumenter for Big Bang teorien. Den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling er i øvrigt det mest perfekte sortlegemestråling, man nogensinde har målt. Du kan læse mere om hvad det går ud på, samt mere om strålingstemperatur her: Sortlegemestråling.
[1] https://da.wikipedia.org/wiki/Kosmisk_baggrundsstr%C3%A5ling
[2] https://imgur.com/kfHYPmR
[3] https://da.wikipedia.org/wiki/George_Gamow
[4] Foundations of Astronomy, Michael A. Seeds og Dana E. Backman, s. 395-397
[5] https://www.bell-labs.com/explore/stories-changed-world/Cosmic-Microwave-Background-Discovery/
[6] http://www.kvant.dk/upload/kv-2013-2/kv-2013-2-bagside.pdf