Что произошло в первую микросекунду после Большого взрыва, - ученые выяснили новые подробности

Около 14 миллиардов лет назад наша Вселенная превратилась из намного более горячей и плотной в радикально расширяющуюся — процесс, который ученые назвали Большим взрывом, пишет Phys.org.

И хотя мы знаем, что это быстрое расширение создало частицы, атомы, звезды, галактики и жизнь в том виде, в котором мы видим ее сегодня, подробности того, как все это произошло, все еще неизвестны.

Однако новое исследование, проведенное исследователями из Копенгагенского университета, раскрывает подробности того, как все это началось. 

"Мы изучили кварк-глюонную плазму, которая была единственным веществом, существовавшим в течение первой микросекунды Большого взрыва. Наши результаты предоставляют нам уникальную историю того, как плазма эволюционировала на ранней стадии Вселенной", — объясняет Ю Чжоу, доцент Института Нильса Бора Копенгагенского университета.

Сначала плазма, состоящая из кварков и глюонов, была разделена горячим расширением Вселенной. Затем куски кварка преобразовались в так называемые адроны. 

Адрон с тремя кварками образует протон, который является частью атомных ядер. Эти ядра — строительные блоки, из которых состоит Земля, мы и окружающая нас Вселенная. 

Кварк-глюонная плазма присутствовала в первые 0,000001 секунды Большого взрыва, а затем исчезла из-за расширения. Однако с помощью Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе исследователи смогли воссоздать эту первую в истории материю и проследить, что с ней произошло.

"Коллайдер сталкивает ионы из плазмы с огромной скоростью, почти со скоростью света. Именно это и позволяет нам увидеть, как кварк-глюонная плазма эволюционировала из собственной материи в ядра атомов и строительные блоки жизни", — отмечает Ю Чжоу. 

В дополнение к использованию Большого адронного коллайдера, исследователи также разработали алгоритм, который способен анализировать коллективное расширение более образованных частиц одновременно.

Их результаты показывают, что кварк-глюонная плазма раньше была текучей жидкой формой и что она отличается от других веществ тем, что постоянно меняет свою форму с течением времени.

"Долгое время исследователи считали, что плазма представляет собой форму газа, однако наш анализ подтвердил последнее важное измерение, когда адронный коллайдер показал, что кварк-глюонная плазма плавная и имеет гладкую, мягкую текстуру, как вода. Новые детали, которые мы выявили, заключаются в том, что плазма меняла свою форму с течением времени. Это довольно удивительно и отличается от любого другого вещества, которое мы знаем", — добавил Ю Чжоу. 

Даже если это может показаться мелочью, она приближает нас на один шаг к решению загадки Большого взрыва и того, как Вселенная развивалась за первую микросекунду. 

"Нам потребовалось около 20 лет, чтобы выяснить, что кварк-глюонная плазма была текучей, прежде чем она превратилась в адроны и строительные блоки жизни. Поэтому наши новые знания о постоянно меняющемся поведении плазмы являются для нас большим прорывом", — заключил Ю Чжоу.