SẼ CÓ VẬT CHẤT
Mỗi một xăngtimet khối của không gian chứa khoảng 500 phôton bức xạ tàn dư. Vật chất trong thể tích đó ít hơn rất nhiều: khoảng l0-6 barion (đó là tên gọi những hạt cơ bản nặng, trong đó có cả prôton và nơtron). Bởi vì phôton không biến đi đâu cả (không gian giữa các thiên hà trong suốt) nên tỉ lệ của số phôton đối với số barion trong quá trình giãn nở của Vũ Trụ được duy trì. Nhưng năng lượng của phôton với thời gian giảm đi vì độ dịch về phía đỏ. Vậy thì đã từng có lúc trong quá khứ mật độ (khối lượng riêng) của năng lượng bức xạ lớn hơn mật độ (khối lượng riêng) của năng lượng của các hạt vật chất thông thường. Điều đó có nghĩa là trước một thời điểm xác định nào đó các phôton không chỉ có số lượng, mà còn có ''khối lượng'' (khối lượng chẳng qua là năng lượng/ chia cho bình phương vận tốc ánh sáng) vượt trội hơn các barion. Vào thời gian đó bức xạ định đoạt tính chất giãn nở của Vũ Trụ. Thời kì đó được nói đến như là giai đoạn (thời kỳ) bức xạ trong sự tiến hoá của Vũ Trụ. Vào thời kỳ đó nhiệt độ của vật chất và bức xạ bằng nhau.
Nhưng vào một thời điểm đáng ghi nhớ, khoảng 1 triệu năm (có tài liệu cho là khoảng 300.000 năm) sau khi Vũ Trụ ra đời, mọi sự đã thay đổi: diễn ra sự chuyển giai đoạn từ thời kỳ bức xạ sang thời kỳ vật chất. Sự kiện đó được gọi là thời điểm tái tổ hợp. Nhiệt độ khi đó hạ thấp xuống đến vài nghìn độ. Theo vật lý nguyên từ chúng ta đã biết rằng ở nhiệt độ như vậy các êlectron mà trước đó chúng còn là những hạt tự do bắt đầu kết hợp (tái tổ hợp) với các prôton và các hạt nhân hêli. Chính trong giai đoạn đó trong Vũ Trụ bắt dầu hình thành các nguyên tử, chủ yếu là của hyđrô và hêli. Nếu trước sự tái tổ hợp vật chất ion hoá và bức xạ tương tác tích cực với nhau thì sau đó tình hình đã thay đổi hẳn: các quang tử (phôton) gần như thôi không ''quấy nhiễu'' những nguyên tử trung tính. Vũ Trụ trở thành trong suốt đối với bức xạ và bức xạ bắt đầu được chu du tự do. Chính bức xạ này là bức xạ tàn dư chúng ta thu được. Nói một cách bóng bẩy, các lượng tử của bức xạ tàn dư đã ''ghi dấu'' thời kì tái tổ hợp và mang theo những thông tin trực tiếp của quá khứ hồng hoang. Quả thực từ đó cho đến nay các phôton “đã đỏ đi” do sự giãn nỏ của Vũ Trụ và giảm năng lượng khoảng 1000 lần.
Sau khi tái tổ hợp, lần đầu tiên vật chất bắt đầu tự tiến hoá, không bị ảnh hưởng bởi bức xạ và trong nó xuất hiện sự co cụm (đặc chặt lại), mầm mống của các thiên hà và các thiên hà tương lai. Đó là nguyên nhân tại sao những cuộc thí nghiệm nghiên cứu các đặc tỉnh bức xạ tàn dư - tính chất phổ của nó và tính không đồng nhất của không gian (các thăng giáng) - lại quan trọng đến thế đối với các nhà khoa học. Và những nỗ lực của họ đã được đền đáp: vào đầu thập kỷ 90 các thí nghiệm vũ trụ ''Relikt-2'' của Nga và ''COBE'' của Mỹ đã phát hiện ra sự khác nhau rất nhỏ của nhiệt độ bức xạ tàn dư của những khu vực lân cận trên bầu trời. Giá trị sai lệch so với nhiệt độ trung thành (2,73 K) cả thảy chỉ là quãng một phần mười vạn! Những sự biền thiên nhiệt độ đó mang thông tin về sự chênh lệch mật độ vật chất so với giá trị trung thành trong giai đoạn tái tổ hợp. Chính sự biến thiên mật độ sau này đã dẫn đến sự hình thành các cấu trúc quy mô lớn quan sát được trong Vũ Trụ các quần thiên hà và các thiên hà riêng biệt. Ngay sau sự tái tổ hợp vẫn còn chưa có các vì sao, các thiên hà và những thiên thể khác của Vũ Trụ, mà vật chất trải ra trong Vũ Trụ hầu như đồng đều. Nguyên nhân mà từ môi trường đồng nhất hình thành những vật thể có khối lượng (sao, hành tinh, thiên hà,. . .) chính là nhờ lực hấp dẫn. Ở nơi mà mật độ lớn hơn một chút so với giá trị trung bình thì lực hấp dẫn cũng mạnh hơn, và có nghĩa là vật chất ở đó dần dần càng trở nên dày đặc hơn. Và ngược lại, những vùng mật độ thấp hơn thì sẽ càng loãng hơn, vì vậy chất tụ về phía vùng mật độ cao hơn. Vì vậy, từ môi trường hầu như đồng nhất ban đầu, theo dòng thời gian đã phân chia thành những “đám mây” riêng biệt, mà từ đó hình thành nên các thiên hà.
Theo các quan niệm ngày nay, những thiên hà dầu tiên phải được hình thành trong thời kì tương ứng với độ dịch về phía đỏ z 4 - 8 (xin nhắc lại độ dịch về phía đỏ là sự thay đổi bước sóng bức xạ diện từ so với bước sóng ban đầu theo hiệu ứng Đôple). Những quan sát các thiên hà rất xa vời những độ dịch về phía đỏ lớn đã khẳng định rằng đó là những đối tượng trẻ nhất mà chúng ta nhìn thấy sau khi chúng ra đời.
