Ljusets hastighet ger oss ett fantastiskt verktyg för att studera universum. Eftersom ljuset bara färdas bara 300, 000 kilometer per sekund, när vi ser avlägsna föremål, vi ser tillbaka i tiden.

Du ser inte solen som den är idag, du ser en 8 minuter gammal sol. Du ser 642-åriga Betelgeuse. 2,5 miljoner år gamla Andromeda. Faktiskt, du kan fortsätta göra det här, tittar längre ut, och djupare i tiden. Eftersom universum expanderar idag, det var närmare förr.

Kör universumsklockan bakåt, ända till början, och du kommer till en plats som var varmare och tätare än den är idag. Så tät att hela universum strax efter Big Bang bara var en soppa av protoner, neutroner och elektroner, utan att något håller ihop dem.

Faktiskt, när det expanderade och svalnade lite, hela universum var bara lika varmt och lika tätt som kärnan i en stjärna som vår sol. Det var tillräckligt svalt för att joniserade väteatomer skulle bildas.

Eftersom universum har förutsättningarna för kärnan i en stjärna, den hade temperaturen och trycket för att faktiskt smälta väte till helium och andra tyngre element. Baserat på förhållandet mellan de grundämnen vi ser i universum idag:74% väte, 25% helium och 1% diverse, vi vet hur länge universum var i detta "hela universum är en stjärna" -tillstånd.

Det varade i cirka 17 minuter. Från 3 minuter efter Big Bang till cirka 20 minuter efter Big Bang. I de få, korta stunder, clowner samlade allt helium de någonsin skulle behöva för att hemsöka oss med en livstid med ballongdjur.

Fusionsprocessen genererar fotoner av gammastrålning. I kärnan i vår sol, dessa fotoner studsar från atom till atom, så småningom tar sig ut ur kärnan, genom solens strålningszon, och så småningom ut i rymden. Denna process kan ta tiotusentals år. Men i det tidiga universum, det fanns ingenstans för dessa urfotoner av gammastrålning att gå. Överallt var det hetare, tätt universum.

Universum fortsatte att expandera, och slutligen, bara några hundra tusen år efter Big Bang, universum var äntligen svalt nog för att dessa väteatomer och helium skulle kunna attrahera fria elektroner, förvandla dem till neutrala atomer.

Detta var ögonblicket för första ljuset i universum, mellan 240, 000 och 300, 000 år efter Big Bang, känd som rekombinationens tid. Första gången som fotoner kunde vila en sekund, kopplade som elektroner till atomer. Det var vid denna tidpunkt som universum gick från att vara helt ogenomskinligt, till transparent.

Och detta är det tidigaste ljus som astronomer kan se. Varsågod, säg det med mig:den kosmiska mikrovågsbakgrundstrålningen. Eftersom universum har expanderat under de 13,8 miljarder åren från då till nu, de tidigaste fotonerna sträcktes ut, eller rödskiftad, från ultraviolett och synligt ljus in i spektrumets mikrovågsände.

Om du kunde se universum med mikrovågsögon, du skulle se den första strålningen i alla riktningar. Universum som firar sin existens.

Efter den första ljusstrålningen, allt var mörkt, det fanns inga stjärnor eller galaxer, bara enorma mängder av dessa urelement. I början av dessa mörka tider, temperaturen i hela universum var cirka 4000 kelvin. Jämför det med de 2,7 kelvin vi ser idag. Vid slutet av den mörka tidsåldern, 150 miljoner år senare, temperaturen var en mer rimlig 60 kelvin.

Under de närmaste 850 miljoner åren eller så, dessa element sammanfördes till monsterstjärnor av rent väte och helium. Utan tyngre element, de var fria att bilda stjärnor med dussintals eller till och med hundratals gånger massan av vår egen sol. Det här är Population III -stjärnorna, eller de första stjärnorna, och vi har inte tillräckligt stora teleskop för att se dem ännu. Astronomer uppskattar indirekt att de första stjärnorna bildades cirka 560 miljoner år efter Big Bang.

Sedan, de första stjärnorna exploderade som supernovor, mer massiva stjärnor bildades och de detonerade också. Det är allvarligt svårt att föreställa sig hur den tiden måste ha sett ut, med stjärnor som går som fyrverkerier. Men vi vet att det var så vanligt och så våldsamt att det upplyste hela universum i en tid som kallades rejonisering. Det mesta av universum var het plasma.

Det tidiga universum var hett och hemskt, och det fanns inte många av de tyngre elementen som livet som vi känner det beror på. Tänk på det. Du kan inte få syre utan fusion i en stjärna, även flera generationer. Vårt eget solsystem är resultatet av flera generationer av supernovor som exploderade, sådd vår region med tyngre och tyngre element.

Som jag nämnde tidigare i artikeln, universum svalnade från 4000 kelvin till 60 kelvin. Ungefär 10 miljoner år efter Big Bang, universums temperatur var 100 C, kokpunkten för vatten. Och sedan 7 miljoner år senare, det var nere på 0 C, vattenets fryspunkt.

Detta har fått astronomer att teoretisera att i cirka 7 miljoner år, flytande vatten fanns överallt i universum ... överallt. Och var vi än hittar flytande vatten på jorden, vi hittar liv.

Så det är möjligt, möjligt att primitivt liv kunde ha bildats med universum var bara 10 miljoner år gammalt. Fysikern Avi Loeb kallar detta universums beboeliga epok. Inga bevis, men det är en ganska cool idé att tänka på.

Jag tycker alltid att det är svårt att tänka på att alla runt oss i alla riktningar är det första ljuset från universum. Det har tagit 13,8 miljarder år att nå oss, och även om vi behöver mikrovågsögon för att faktiskt se det, det är där, överallt.