Физики из Института Нильса Бора Копенгагенского университета представили исследование, объясняющее самый ранний процесс создания Вселенной. Они выяснили, что именно произошло с уникальным типом плазмы во время первой микросекунды Большого взрыва.
Исследование опубликовано в журнале Physics Letters B, а краткий отчет о нем появился на сайте Института Нильса Бора. Открытие датских физиков позволяет разгадать часть головоломки, связанной с пониманием эволюции Вселенной.
Общепринятая теория гласит, что Вселенная появилась около 14 миллиардов лет назад. Произошло это в результате почти мгновенного превращения горячей и энергетически насыщенной точки в ту радикально расширяющуюся Вселенную, какой мы ее знаем. Этот процесс ученые назвали Большим взрывом.
Стремительное расширение Вселенной привело к появлению частиц, атомов, звезд и галактик, но вот о том, что именно происходило в первые мгновения "сотворения мира", известно крайне мало. Новое исследование частично восполняет пробел в знаниях.
С помощью Большого адронного коллайдера, расположенного в Швейцарии, ученые смогли воссоздать кварк-глюонную плазму (КГП). Считается, что этот определенный тип плазмы присутствовал в первые 0,000001 секунды Большого взрыва. Затем плазма исчезла, поскольку была "разнесена" на несколько частей.
Ускоритель частиц помог исследователям воспроизвести этот процесс. Ионы плазмы были "разбиты" при помощи чрезвычайно высокой скорости, почти равной скорости света. Это помогло изучить, как КГП превращается из собственного вещества в часть атомных ядер и строительных блоков нашей Вселенной.
Кроме того, исследователи разработали алгоритм, который позволил одновременно анализировать вдвое больше информации о частицах, чем это было возможно ранее. Результаты показали, что КГП в первую микросекунду Большого взрыва была жидкой и имела гладкую структуру.
"В течение долгого времени исследователи думали, что эта плазма представляла собой своего рода газ, - объясняет ведущий автор исследования Ю Чжоу. - Но наши анализы подтверждают последнюю веху в исследованиях, которая показала, что КГП была жидкой и имела мягкую и гладкую структуру, напоминающую воду. Новое, что мы обнаружили, заключается в том, что плазма со временем меняла форму, что довольно удивительно и отличается от всех других известных нам веществ".
По словам ученого, плазма, состоящая из кварков и глюонов, распалась, когда Вселенная расширилась во время Большого взрыва. Затем кусочки кварка соединились и образовали так называемые адроны. Адрон, состоящий из трех частей кварка, в свою очередь образовал протон, входящий в состав ядер атомов. Эти ядра и стали строительными блоками всей жизни. Именно они помогли сформировать Вселенную, а также нашу Землю и все живое на ней.
Ученые еще не могут объяснить, почему плазма изменила форму. Однако новое открытие приближает нас к разгадке тайны Большого взрыва и пониманию того, как именно Вселенная развивалась в свою первую микросекунду.
"Каждое открытие - это часть головоломки, которая приоткрывает истину о Большом взрыве, - говорит Ю Чжоу. - Нам потребовалось почти 20 лет, чтобы выяснить, что плазма была жидкой, прежде чем она стала адронами и строительными блоками нашей Вселенной. Вот почему наши новые знания о том, что плазма постоянно меняет форму, являются огромным прорывом".