Onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen hebben onderzocht wat er gebeurde met een specifiek soort plasma - de eerste materie die ooit aanwezig was - tijdens de eerste microseconde van de oerknal. Hun bevindingen vormen een stukje van de puzzel van de evolutie van het universum, zoals we die vandaag kennen.

Ongeveer 14 miljard jaar geleden, ons universum veranderde van een veel heter en dichtere staat in een radicale uitdijing - een proces dat wetenschappers de oerknal hebben genoemd.

En hoewel we weten dat deze snelle expansie deeltjes creëerde, atomen, sterren, sterrenstelsels en het leven zoals we dat nu kennen, de details van hoe het allemaal is gebeurd, zijn nog onbekend.

Nutsvoorzieningen, een nieuwe studie uitgevoerd door onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen onthult inzichten over hoe het allemaal begon.

"We hebben een stof bestudeerd die quark-gluonplasma wordt genoemd en die de enige was, die bestond tijdens de eerste microseconde van de oerknal. Onze resultaten vertellen ons een uniek verhaal over hoe het plasma evolueerde in het vroege stadium van het universum, " legt You Zhou uit, universitair hoofddocent aan het Niels Bohr Instituut, Universiteit van Kopenhagen.

"Eerst, het plasma dat bestond uit quarks en gluonen werd gescheiden door de hete uitzetting van het heelal. Daarna vormden de stukjes quark zich om tot zogenaamde hadronen. Een hadron met drie quarks maakt een proton, die deel uitmaakt van atoomkernen. Deze kernen zijn de bouwstenen waaruit de aarde bestaat, onszelf en het universum dat ons omringt, " hij voegt toe.
Van vloeiend en vlot naar de sterke bouwstenen van het leven

Het quark-gluon plasma (QGP) was aanwezig in de eerste 0,000001 seconde van de oerknal, en daarna, het verdween als gevolg van de uitbreiding. Maar door de Large Hadron Collider bij CERN te gebruiken, onderzoekers konden dit nabootsen, de eerste zaak in de geschiedenis, en traceren wat ermee is gebeurd.

"De versneller verplettert ionen uit het plasma met grote snelheid - bijna als de snelheid van het licht. Dit stelt ons in staat om te zien hoe de QGP evolueerde van zijn eigen materie naar de kernen in atomen en de bouwstenen van het leven, " zegt You Zhou.

"Naast het gebruik van de Large Hadron Collider, de onderzoekers ontwikkelden ook een algoritme dat de collectieve expansie van meer geproduceerde deeltjes tegelijk kan analyseren dan ooit tevoren. Hun resultaten laten zien dat de QGP vroeger een vloeiende vloeibare vorm was en zich onderscheidt van andere materie door in de loop van de tijd voortdurend van vorm te veranderen.

"Voor een lange tijd, onderzoekers dachten dat het plasma een vorm van gas was, maar onze analyse bevestigt de laatste mijlpaalmeting, waar de Hadron Collider aantoonde dat QGP vloeiend was en een gladde, zachte textuur had zoals water. De nieuwe details die we verstrekken, laten zien dat het plasma in de loop van de tijd van vorm is veranderd, wat nogal verrassend en anders is dan alle andere zaken die we kennen en wat we hadden verwacht, " zegt You Zhou.

Een stap dichter bij de waarheid over Big Bang

Ook al lijkt dit misschien een klein detail, het brengt natuurkundigen een stap dichter bij het oplossen van de puzzel van de oerknal en hoe het universum zich in de eerste microseconde ontwikkelde, legt hij uit.

"Elke ontdekking is een steen die onze kansen vergroot om de waarheid over de oerknal te achterhalen. Het heeft ons ongeveer 20 jaar gekost om erachter te komen dat het quark-gluonplasma vloeiend was voordat het veranderde in hadronen en de bouwstenen van het leven. Daarom , onze nieuwe kennis over het steeds veranderende gedrag van het plasma is een grote doorbraak voor ons, "Jij Zhou concludeert.

De studie is zojuist gepubliceerd in het tijdschrift Natuurkunde Letters B .