Az ősrobbanás eddig ismeretlen részleteit tárta fel egy új kutatás

Benedek Rebeka

2021-05-26

Bár ez kis részletnek tűnik, egy lépéssel közelebb enged az ősrobbanás rejtélyének megfejtéséhez és annak megértéséhez, hogyan formálódott az univerzum az első mikroszekundumban / Fotó: Guillermo Ferla / Unsplash

Az ősrobbanás eddig ismeretlen részleteit tárja fel egy új kutatás: a Koppenhágai Egyetem szakembereinek tanulmánya a kezdetekbe, a kvark-gluon plazma nevű anyag tulajdonságaiba enged betekintést.

Ősrobbanás: Hogyan formálódott a plazma az univerzum korai szakaszában

Mintegy 14 milliárd évvel ezelőtt az univerzum jóval sűrűbb és forróbb volt, majd nagymértékben tágulni kezdett, ezt a folyamatot hívják ősrobbanásnak. Ez a gyors tágulás részecskéket, atomokat, csillagokat, galaxisokat és a ma ismert életet hozta létre, a részletek azonban máig ismeretlenek.

“Tanulmányoztuk a kvark-gluon plazma (QGP) nevű anyagot, amely az ősrobbanás első mikroszekundumában létezett. Eredményeink arról árulkodnak, hogyan formálódott a plazma az univerzum korai szakaszában” – mondta You Zhou, a Koppenhágai Egyetem Niels Bohr Intézetének professzora.

A plazma, amely kvarkokból és gluonokból állt, az univerzum forró tágulásának hatására szétvált. A kvarkok darabjai ugyanis úgynevezett hadronokká álltak össze. Egy hadron három kvarkkal protont alkot, mely az atommagok része. “Ezek az atommagok a Földet, a minket és a körülöttünk lévő univerzumot alkotó építőelemek” – idézte Zhou-t az EurekAlert.com tudományos portál.

A QGP jelen volt az ősrobbanás első 0,000001 másodpercében, majd ezután a tágulás miatt eltűnt. A genfi székhelyű európai részecskefizikai kutatóintézet (CERN) nagy hadronütköztetője (LHC) segítségével a kutatók képesek voltak a történelemnek ezen első anyagát újra megalkotni és visszakövetni, mi történt vele.

Az ütköztető csaknem fénysebességgel ütközteti össze a plazma ionjait. Ennek segítségével láthatjuk, hogyan alakult a QGP az atomok magjává és az élet építőkövévé – fejtette ki You Zhou.

A plazma idővel megváltoztatta alakját, ami minden ismert anyagtól eltérő

A hadronütköztető révén a kutatók egy algoritmust is kifejlesztettek, amely lehetővé teszi egyidejűleg minden eddiginél több részecske együttes tágulásának elemzését.

Az eredmények szerint a QGP kezdetben folyékony állapotú volt, majd alakját folyamatosan változtatta. A szakemberek hosszú időn át úgy vélték, hogy a plazma gáz formában létezett, az új eredmények szerint azonban a QGP folyékony halmazállapotú volt és a vízhez hasonló puha, sima textúrával rendelkezett.

Az általunk szolgáltatott új információ az, hogy a plazma idővel megváltoztatta alakját, ami nagyon meglepő és minden ismert anyagtól eltérő

– mondta Zhou.

Bár ez kis részletnek tűnik, egy lépéssel közelebb enged az ősrobbanás rejtélyének megfejtéséhez és annak megértéséhez, hogyan formálódott az univerzum az első mikroszekundumban. Húsz évbe telt, mire rájöttünk, hogy a kvark-gluon plazma folyékony volt, mielőtt hadronokká és az élet építőkövévé alakult. Ezért az új ismeret a plazma örökké változó viselkedéséről hatalmas áttörés számunkra – tette hozzá a szakember.

A tudósok eredményeikről a Physics Letters B című tudományos lapban számoltak be.