Studio scopre cosa è successo nel primo microsecondo del Big Bang

I ricercatori dell’Università di Copenaghen hanno studiato cosa è successo a un tipo specifico di plasma – la prima materia ad esistere – durante il primo microsecondo del Big Bang. Le sua scoperta fornisce un pezzo del puzzle sull’evoluzione dell’universo, come lo conosciamo oggi.

Circa 14 miliardi di anni fa, il nostro universo è passato da estremamente caldo e denso a un’espansione radicale, un processo che gli scienziati chiamano Big Bang.

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E anche se questa rapida espansione ha creato particelle, atomi, stelle, galassie e la vita come la conosciamo oggi, i dettagli di come sia accaduto sono ancora sconosciuti.

Ora, un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università di Copenaghen rivela i dettagli su come tutto è iniziato.

“Abbiamo studiato una sostanza chiamata Plasma Quark-Gluon che era l’unica materia, che esisteva durante il primo microsecondo del Big Bang. I nostri risultati raccontano una storia unica di come il plasma si è evoluto nelle prime fasi dell’universo “, spiega You Zhou, professore associato presso il Niels Bohr Institute presso l’Università di Copenaghen.

“In primo luogo, il plasma che consisteva di quark e gluoni è stato separato dalla calda espansione dell’universo. Quindi i pezzi di quark si sono trasformati in adroni. Un adrone con tre quark forma un protone, che fa parte dei nuclei atomici. Questi nuclei sono gli elementi costitutivi che compongono la Terra, noi stessi e l’universo che ci circonda ”, aggiunge.

Il plasma Quark-Gluon (PQG) era presente nei primi 0,000001 secondi del Big Bang e poi è scomparso a causa dell’espansione. Ma utilizzando il Large Hadron Collider al CERN, i ricercatori sono stati in grado di ricreare la prima storia della storia e tenere traccia di quello che è successo.

“Il collisore distrugge gli ioni plasma a grande velocità, quasi alla velocità della luce. Questo ci consente di vedere come si è evoluto il PQG … nei nuclei degli atomi e negli elementi costitutivi della vita “, afferma You Zhou.

“Oltre all’uso del Large Hadron Collider, la ricerca ha sviluppato anche un algoritmo in grado di analizzare l’espansione collettiva delle particelle … I suoi risultati mostrano che il PQG era una forma liquida fluente e che si distingue dagli altri materiali, costantemente cambiando la sua forma nel tempo.

“Per molto tempo, i ricercatori hanno pensato che il plasma fosse una forma di gas, ma la nostra analisi conferma l’ultima misurazione…, dove l’Hadron Collider ha mostrato che il PQG era fluente e aveva una consistenza liscia, simile all’acqua. I nuovi dettagli che forniamo sono che il plasma ha cambiato forma nel tempo, il che è abbastanza sorprendente e diverso da qualsiasi altro materiale che conosciamo e che ci aspettavamo “, afferma You Zhou.

Anche se sembra un semplice dettaglio, ci porta un passo più vicino alla risoluzione del mistero del Big Bang e di come l’universo si sia sviluppato durante il suo primo microsecondo, secondo lo scienziato.

“Ogni scoperta è un [dato] che aumenta le nostre possibilità di scoprire la verità sul Big Bang. Ci sono voluti circa 20 anni per scoprire che il Plasma Quark-Gluone scorreva prima di trasformarsi in adroni e negli [atomi che costruiscono] la vita. Pertanto, la nostra nuova conoscenza del comportamento in continua evoluzione del plasma è un importante passo avanti per noi “, conclude You Zhou.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Physics Letters B ed è stato condotto da You Zhou insieme a Zuzana Moravcova, Ph.D. presso l’Istituto Niels Bohr dell’Università di Copenaghen.

Foto:Simulazione di una collisione del nucleo di piombo nel rivelatore Alice dell’acceleratore LHC. CERN / ALICE

Fonte: hypescience.com

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