Nos instantes iniciais do Universo só exsitiam fotões ou também existiam outros tipos de partículas? Podemos inferir que existia energia escura que se transformava em matéria escura e vice-versa (mesmo que não existissem fotões)? Nos instantes iniciais da expansão do Universo este era muito quente uma vez que tudo estava concentrado numa região bastante pequena. Nessa fase todas as partículas (incluindo os fotões e as partículas com massa como os electrões) deslocavam-se a velocidades relativistas. Tudo se comportava como se fosse radiação. Por isso mesmo diz-se que nessa fase o Universo era dominado pela radiação. Nesta fase os choques entre partículas eram constantes pelo que os fotões não se podiam deslocar a grandes distâncias sem voltarem a colidir com alguma partícula. À medida que o Universo se foi expandido foi também arrefecendo. Apenas quando atingiu a idade de cerca de 380 000 anos foi possível haver uma separação entre matéria e radiação. É nesta fase que os fotões finalmente se "libertam" da matéria podendo deslocar-se a grandes distâncias. Ainda hoje conseguimos captar esses fotões: é a chamada radiação cósmica de fundo. A partir desta fase o Universo passou então a ser dominado pela matéria. A energia escura só se torna dominante numa fase já bastante avançada do Universo (quando ele tinha cerca de 70% da sua idade atual).

Os fotões estão associados à força electromagnética. Qualquer modelo do Universo tem de conter à priori os fotões juntamente com outros tipos de partículas elementares. No início as partículas de matéria tinham, como referido acima, um comportamento muito semelhante ao dos fotões.

Os protões, por exemplo, são partículas compostas por quarks. Até um certo ponto após o Big Bang não existiam protões. Só quando o Universo arrefeceu o suficiente é que foi possível a formação de protões estáveis. Os fotões e os electrões por sua vez são partículas elementares (não compostos por partículas mais simples) e portanto temos de considerar que estão presentes no Universo desde o instante zero.

A energia escura é algo do qual medimos os efeitos mas não sabemos ainda o que é de facto. Aqui a palavra escura reflete a nossa ignorância...

A matéria escura também não sabemos com 100% de certeza o que é mas temos algumas ideias do que possa ser. Aqui a palavra escura tem outro significado: trata-se de matéria que não emite luz de forma relevante mas que pode ser detectada pelo seu efeito gravitacional.

Para esclarecimentos mais detalhados recomendo o texto: O Big Bang e a evolução do Universo.