Що сталося в першу мікросекунду після Великого вибуху, — вчені з'ясували нові подробиці

Близько 14 мільярдів років тому наш Всесвіт перетворився з набагато більш гарячої та щільної у такий, що радикально розширюється — процес, який вчені назвали Великим вибухом, пише Phys.org.

І хоча ми знаємо, що це швидке розширення створило частки, атоми, зірки, галактики і життя у тому вигляді, в якому ми бачимо його сьогодні, подробиці того, як все це сталося, все ще невідомі.

Однак нове дослідження, проведене дослідниками з Копенгагенського університету, розкриває подробиці того, як все це почалося.

"Ми вивчили кварк-глюонну плазму, яка була єдиним речовиною, яка існувала протягом першої мікросекунди Великого вибуху. Наші результати надають нам унікальну історію того, як плазма еволюціонувала на ранній стадії Всесвіту", — пояснює Ю Чжоу, доцент Інституту Нільса Бора Копенгагенського університету.

Спочатку плазма, що складається з кварків і глюонів, була розділена гарячим розширенням Всесвіту. Потім шматки кварка перетворилися у так звані адрони.

Адрон з трьома кварками утворює протон, який є частиною атомних ядер. Ці ядра — будівельні блоки, з яких складається Земля, ми і Всесвіт, який нас оточує.

Кварк-глюонна плазма була присутня в перші 0,000001 секунди Великого вибуху, а потім зникла через розширення. Однак за допомогою Великого адронного колайдера в ЦЕРНі дослідники змогли відтворити цю першу в історії матерію і простежити, що з нею сталося.

"Колайдер зіштовхує іони з плазми з величезною швидкістю, майже зі швидкістю світла. Саме це і дозволяє нам побачити, як кварк-глюонна плазма еволюціонувала з власної матерії в ядра атомів і будівельні блоки життя", — зазначає Ю Чжоу.

На додаток до використання Великого адронного колайдера, дослідники також розробили алгоритм, який здатний аналізувати колективне розширення більш утворених частинок одночасно.

Їх результати показують, що кварк-глюонна плазма раніше була текучою рідкою формою і що вона відрізняється від інших речовин тим, що постійно змінює свою форму з плином часу.

"Довгий час дослідники вважали, що плазма являє собою форму газу, проте наш аналіз підтвердив останнім важливий вимір, коли адронний колайдер показав, що кварк-глюонна плазма плавна і має гладку, м'яку текстуру, як вода. Нові деталі, які ми виявили, полягають у тому, що плазма змінювала свою форму з плином часу. Це досить дивно і відрізняється від будь-якої іншої речовини, яку ми знаємо", — додав Ю Чжоу.

Навіть якщо це може здатися дрібницею, вона наближає нас на один крок до вирішення загадки Великого вибуху і того, як Всесвіт розвивався за першу мікросекунду.

"Нам потрібно близько 20 років, щоб з'ясувати, що кварк-глюонна плазма була текучою, перш ніж вона перетворилася в адрони і будівельні блоки життя. Тому наші нові знання про постійно мінливу поведінку плазми є для нас великим проривом", — підсумував Ю Чжоу.