Około 14 miliardów lat temu nasz wszechświat zmienił się z dużo gorętszego i gęstszego na radykalnie rozszerzający się – proces, ten naukowcy nazwali „Wielkim Wybuchem”.
I chociaż wiemy, że ta szybka ekspansja spowodowała powstanie cząstek, atomów, gwiazd, galaktyk i życia, jakie znamy dzisiaj, szczegóły tego, jak to wszystko się wydarzyło, są nadal nieznane.
Teraz nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Kopenhadze ujawnia, jak to się wszystko zaczęło.
„Przebadaliśmy substancję zwaną plazmą kwarkowo-gluonową (Quark-Gluon Plasma), która była jedyną materią, która istniała podczas pierwszej mikrosekundy Wielkiego Wybuchu. Nasze wyniki opowiadają nam wyjątkową historię ewolucji plazmy na wczesnym etapie Wszechświata” – wyjaśnia You Zhou, profesor nadzwyczajny w Instytucie Nielsa Bohra na Uniwersytecie w Kopenhadze.
„Najpierw plazma składająca się z kwarków i gluonów została oddzielona przez gorącą ekspansję wszechświata. Następnie fragmenty kwarku przeformowały się w tak zwane hadrony. Hadron z trzema kwarkami tworzy proton, który jest częścią jądra atomowego. Rdzenie te są elementami budulcowymi ziemi, nas samych i otaczającego nas wszechświata ”- dodaje.
Od płynnego i gładkiego do silnych cegiełek budujących życie
Plazma kwarkowo-gluonowa (QGP) była obecna w pierwszej 0,000001 sekundzie Wielkiego Wybuchu, a następnie zniknęła z powodu ekspansji.
Ale używając Wielkiego Zderzacza Hadronów w CERN, naukowcy byli w stanie odtworzyć tę pierwszą materię w historii i prześledzić, co się z nią stało.
„Zderzacz rozbija jony z plazmy z dużą prędkością – prawie jak prędkość światła. Dzięki temu możemy zobaczyć, jak QGP ewoluował od bycia własną materią do rdzeni atomów i cegiełek budulcowych życia” – mówi You Zhou.
„Oprócz wykorzystania Wielkiego Zderzacza Hadronów, badacze opracowali również algorytm, który jest w stanie analizować zbiorową ekspansję większej liczby wytwarzanych cząstek naraz, niż kiedykolwiek wcześniej. Ich wyniki pokazują, że QGP był kiedyś formą płynną i że wyróżnia się na tle innych substancji, nieustannie zmieniając swój kształt w czasie.
„Przez długi czas naukowcy myśleli, że plazma jest formą gazu, ale nasza analiza potwierdza ostatni pomiar przełomowy, w którym zderzacz hadronów wykazał, że QGP był płynny i miał gładką miękką teksturę jak woda. Nowe szczegóły, które podajemy, są takie, że plazma zmieniała swój kształt w czasie, co jest dość zaskakujące i różni się od wszelkich innych znanych nam materii i tego, czego byśmy się spodziewali ”- mówi You Zhou.
O krok bliżej prawdy o Wielkim Wybuchu
Chociaż może się to wydawać małym szczegółem, przybliża nas o jeden krok do rozwiązania zagadki Wielkiego Wybuchu i tego, jak wszechświat rozwinął się w pierwszej mikrosekundzie, wyjaśnia.
„Każde odkrycie jest cegłą, która zwiększa nasze szanse na poznanie prawdy o Wielkim Wybuchu. Około 20 lat zajęło nam odkrycie, że plazma kwarkowo-gluonowa była płynna, zanim zmieniła się w hadrony i budulec życia. Nasza nowa wiedza na temat ciągle zmieniającego się zachowania plazmy jest dla nas wielkim przełomem ”- podsumowuje You Zhou.
