И хотя мы знаем, что это быстрое расширение создало частицы, атомы, звезды, галактики и жизнь в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, подробности того, как все это произошло, до сих пор неизвестны.
Новое исследование, проведенное учеными из Копенгагенского университета, раскрывает понимание того, как все начиналось.
«Мы изучили вещество под названием кварк-глюонная плазма, которое было единственной материей, существовавшей в течение первой микросекунды Большого взрыва. «Наши результаты рассказывают нам уникальную историю эволюции плазмы на ранней стадии развития 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 атомного ядра.
Эти ядра являются строительными блоками, из которых состоит Земля, мы и окружающая нас Вселенная ", – добавляет он.
От плавного и плавного до прочных строительных блоков жизни
Кварк-глюонная плазма (QGP) присутствовала в первых 0.000001 секунда Большого взрыва, а затем исчезла из-за расширения.
Но с помощью Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе исследователи смогли воссоздать эту первую в истории материю и проследить, что с ней произошло.
"Коллайдер сбивает ионы из плазмы с большой скоростью – почти со скоростью света. Это позволяет нам увидеть, как QGP превратился из собственной материи в ядра атомов и строительные блоки жизни », – говорит Ю Чжоу.
«В дополнение к использованию Большого адронного коллайдера, исследователи также разработали алгоритм, который может анализировать коллективное расширение большего количества произведенных частиц одновременно, чем когда-либо было возможно прежде. Их результаты показывают, что QGP раньше был текучей жидкой формой и что он отличается от других веществ, постоянно меняя свою форму с течением времени.
«В течение долгого времени исследователи думали, что плазма представляет собой форму газа, но наш анализ подтверждает последнее важное измерение, когда адронный коллайдер показал, что QGP был плавным и имел гладкую мягкую текстуру, как вода. Новые детали, которые мы предоставляем, заключаются в том, что плазма меняла свою форму с течением времени, что довольно удивительно и отличается от любого другого объекта, который мы знаем и чего мы ожидали », – говорит Ю Чжоу.
На шаг ближе к правде о Большом взрыве
Хотя это может показаться мелочью, она приближает нас на один шаг к решению загадки Большого взрыва и того, как Вселенная развивалась за первую микросекунду, – поясняет он.
"Каждое открытие – это кирпич, который увеличивает наши шансы узнать правду о Большом взрыве. Нам потребовалось около 20 лет, чтобы выяснить, что кварк-глюонная плазма была подвижной, прежде чем превратилась в адроны и строительные блоки жизни. Поэтому наши новые знания о постоянно меняющемся поведении плазмы – это большой прорыв для нас », – заключает Ю Чжоу.
Исследование было только что опубликовано в журнале Physics Letters B и выполнено Ю Чжоу вместе с Зузаной Моравковой, которая является доктором философии в Институте Нильса Бора при Университете Копенгагена.