Ученые заглянули в микросекунду после Большого взрыва

Сегодня Большой взрыв — лидирующая теория о происхождении Вселенной. В простейшем виде она говорит о том, что известная нам Вселенная началась с маленькой точки в пространстве-времени — сингулярности, а затем в течение 13,8 миллиарда лет расширялась до наблюдаемых нами сегодня масштабов и размеров.

Сам взрыв породил элементарные частицы, затем атомы, звезды, галактики и жизнь. А вот каким образом и почему именно произошел сам Большой взрыв, остается неясным.

Новое исследование, проведенное Копенгагенским университетом, предлагает свежий взгляд на происходившее в течение первой микросекунды после Большого взрыва. Ученые изучали, что происходило с кварк-глюонной плазмой в тот самый период. Результаты работы предоставили уникальную историю об эволюции плазмы на ранних этапах развития Вселенной.

Ю Чжоу, доцент Института Нильса Бора при Копенгагенском университете, отметил, что изначально плазма, состоявшая из кварков и глюонов, разделилась из-за горячего расширения Вселенной, а затем часть кварков переформировалась в так называемые адроны. Адрон с тремя кварками — это протон, находящийся в ядре атома. Эти ядра представляют собой структурные элементы, из которых состоит Земля, мы и вообще вся Вселенная.

Кварк-глюонная плазма (КГП) образовалась в первую 0,000001 секунды после Большого взрыва и тут же исчезла из-за расширения. При помощи Большого адронного коллайдера (БАК) в ЦЕРНе ученые смогли воссоздать это первое в истории вещество и проследить, что же с ним происходило в далеком прошлом.

Коллайдер сталкивает друг с другом плазменные ионы на огромных скоростях — почти на скорости света. Это позволяет нам увидеть эволюцию КГП от самостоятельного вещества до ядер в атомах и структурных элементах жизни. Вдобавок к использованию Большого адронного коллайдера исследователи разработали алгоритм, способный анализировать коллективное расширение большего количества производимых частиц, чем когда-либо до этого. Их результаты показывают, что КГП изначально была видом текучей жидкости и что она отличается от других веществ тем, что со временем постоянно изменяет свою форму.

На протяжении долгого времени ученые считали, что плазма — это форма газа. Но анализ, проведенный в ходе данного исследования, подтвердил, что КГП — текучая и обладает гладкой, мягкой текстурой, подобной воде. Новые детали, предоставленные в статье, опубликованной в журнале Physics Letters B, проливают свет на то, как с течением времени изменилась плазма и насколько разительно она изначально отличалась от любого другого вещества, известного сегодня науке.