Új részletek arról, mi történhetett az ősrobbanás első mikromásodpercében

9579

13,8 milliárd évvel ezelőtt univerzumunk felfoghatatlanul forró és sűrű volt, majd hirtelen radikálisan kitágult – ezt a folyamatot hívják a kutatók ősrobbanásnak.

A gyors tágulás során először elemi részecskék, majd atomok jöttek létre, amelyek csillagokká álltak össze, ezek galaxisokat alkottak, és a Földön kifejlődött az élet. Bár ezt a folyamatot nagy vonalakban értjük, de azt, hogy az ősrobbanás első pillanataiban mi történt, még ma sem tudjuk pontosan. A Koppenhágai Egyetem kutatóinak új tanulmánya betekintést enged az ősrobbanást követő első milliomod másodperc történéseibe.

“A kvark-gluon plazma nevű anyagot tanulmányoztuk, ez volt az egyetlen anyag, amely az ősrobbanás első mikromásodpercében létezett. Eredményeink egyedülálló történetet mesélnek el arról, hogy a plazma hogyan fejlődött az univerzum korai szakaszában” – magyarázza You Zhou, a Koppenhágai Egyetem Niels Bohr Intézetének docense. “Először a kvarkokból és a gluonokból álló plazma jött létre az univerzum kezdetén. A tágulás során, ahogy a hőmérséklet csökkent, a kvarkok darabjai úgynevezett hadronokká álltak össze. A három kvarkos hadron egyik változata a proton, amely az atommagok része. Ezek az atommagok az alapkövei a körülöttünk lévő világnak” – teszi hozzá.

Világegyetemünk fejlődése a kezdetektől napjainkig. Az első milliomod másodpercben csak a kvark-gluon plazma létezett (bal oldal), és ahogy a tágulás során a hőmérséklet csökkent létrejöttek az atomok, majd a csillagok és galaxisok (illusztráció: NASA/CXC/ M. Weiss)

A kvark-gluon plazma (QGP) csak az ősrobbanás első 0,000001 másodpercében volt jelen, majd a gyors tágulás miatt eltűnt, így ma már a természetben nem vizsgálható. De a CERN Nagy Hadronütköztetőjének segítségével a kutatók képesek voltak újra létrehozni ezt az anyagot, és vizsgálni azt, hogy mi történhetett vele.

“A Nagy Hadronütköztetőben ionok hatalmas, a fénysebességhez közeli sebességgel ütköznek össze, és a folyamat során szétesnek az őket alkotó elemi részecskékre, kvarkokra. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy megfigyelhessük, a kvark-gluon plazma hogyan alakul vissza az első atommagokká” – mondta el You Zhou. A Nagy Hadronütköztető használata mellett egy olyan új algoritmust is kifejlesztettek, amely sokkal több részecske kollektív terjeszkedését tudja egyszerre elemezni, mint az eddig lehetséges volt. Eredményeik azt mutatják, hogy a kvark-gluon plazma valószínűleg folyékony halmazállapotban volt, és hogy az alakját idővel folyamatosan változtatta.

“A kutatók sokáig azt hitték, hogy a kvark-gluon plazma gáz halmazállapotú volt, de elemzésünk megerősíti a korábbi méréseket, amelyek során a Nagy Hadronütköztetőben előállított QGP olyan folyékony és sima, puha textúrájú volt, mint a víz. Azt a meglepő eredményt kaptuk, hogy a plazma időben folyamatosan változtatja alakját, ezért a QGP különbözik minden más anyagtól, amit eddig ismertünk” – nyilatkozta You Zhou.

Annak ellenére, hogy apró részletnek tűnhet, egy lépéssel ez is közelebb visz minket az ősrobbanás rejtvényének megoldásához, és ahhoz, hogy jobban megértsük az univerzum fejlődését az első mikroszekundumban.

A Koppenhágai Egyetem Niels Bohr Intézetének két kutatója, You Zhou és Zuzana Moravcova által jegyzett tanulmány nemrég jelent meg a Physics Letters B folyóiratban.

A cikk az Innovációs és Technológiai Minisztérium ÚNKP-20-5 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatásával készült.

Forrás: New Details On What Happened In The First Microsecond Of The Big Bang, spaceref.com

Hozzászólás

hozzászólás