Undersøgelse afslører nye detaljer om, hvad der skete i det første mikrosekund af Big Bang

Forskere fra Københavns Universitet har undersøgt, hvad der skete med en bestemt slags plasma - det første stof, der nogensinde har været til stede - i løbet af det første mikrosekund af Big Bang. Deres resultater giver en del af puslespillet til universets udvikling, som vi kender det i dag.

For omkring 14 milliarder år siden, vores univers ændrede sig fra en meget varmere og tættere tilstand til at udvide sig radikalt – en proces, som videnskabsmænd har givet navnet Big Bang.

Og selvom vi ved, at denne hurtige ekspansion skabte partikler, atomer, stjerner, galakser og livet, som vi kender det i dag, detaljerne om, hvordan det hele skete, er stadig ukendte.

Nu, en ny undersøgelse udført af forskere fra Københavns Universitet afslører indsigt i, hvordan det hele startede.

"Vi har undersøgt et stof kaldet kvark-gluon plasma, der var den eneste sag, som eksisterede under det første mikrosekund af Big Bang. Vores resultater fortæller os en unik historie om, hvordan plasmaet udviklede sig i universets tidlige stadie, " forklarer You Zhou, lektor ved Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet.

"Først, plasmaet, der bestod af kvarker og gluoner, blev adskilt af universets varme udvidelse. Så blev kvarkstykkerne omdannet til såkaldte hadroner. En hadron med tre kvarker danner en proton, som er en del af atomkerner. Disse kerner er byggestenene, der udgør Jorden, os selv og universet, der omgiver os, " tilføjer han.
Fra flydende og glat til livets stærke byggesten

Quark-gluon plasma (QGP) var til stede i det første 0,000001 sekund af Big Bang, og derefter, den forsvandt på grund af udvidelsen. Men ved at bruge Large Hadron Collider på CERN, forskere var i stand til at genskabe dette, den første sag i historien, og spore tilbage, hvad der skete med det.

"Kollideren smadrer ioner fra plasmaet med stor hastighed - næsten som lysets hastighed. Dette gør os i stand til at se, hvordan QGP'en udviklede sig fra at være sit eget stof til kernerne i atomer og livets byggesten, " siger You Zhou.

"Ud over at bruge Large Hadron Collider, forskerne udviklede også en algoritme, der er i stand til at analysere den kollektive ekspansion af flere producerede partikler på én gang end nogensinde før. Deres resultater viser, at QGP plejede at være en flydende flydende form, og at den adskiller sig fra andet stof ved konstant at ændre sin form over tid.

"I lang tid, forskere troede, at plasma var en form for gas, men vores analyse bekræfter den seneste milepælsmåling, hvor Hadron Collider viste, at QGP var flydende og havde en glat blød tekstur som vand. De nye detaljer, vi giver, viser, at plasmaet har ændret sin form over tid, hvilket er ret overraskende og anderledes end enhver anden sag, vi kender, og hvad vi ville have forventet, " siger You Zhou.

Et skridt nærmere sandheden om Big Bang

Selvom dette kan virke som en lille detalje, det bringer fysikere et skridt tættere på at løse gåden om Big Bang og hvordan universet udviklede sig i det første mikrosekund, uddyber han.

"Hver opdagelse er en mursten, der forbedrer vores chancer for at finde ud af sandheden om Big Bang. Det har taget os omkring 20 år at finde ud af, at kvark-gluon-plasmaet var flydende, før det ændrede sig til hadroner og livets byggesten. Derfor , vores nye viden om plasmaets konstant skiftende adfærd er et stort gennembrud for os, " konkluderer You Zhou.

Undersøgelsen er netop blevet offentliggjort i tidsskriftet Fysik bogstaver B .