22 юни 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Първата материя във Вселената е била идеална течност

Разкрити са нови подробности за случилото се в първата микросекунда от Големия взрив

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 03 юни 2021 в 06:46 56410

Първата материя, специфичен вид плазма, която някога е присъствала по време на първата микросекунда от Големия взрив, е получена и изследвана за първи път.

Откритията на изследователи от Университета в Копенхаген предоставят част от пъзела за еволюцията на Вселената, каквато я познаваме днес.

Преди около 14 милиарда години нашата Вселена се промени от много по-гореща и плътна към радикално разширяване - процес, който учените наричат „Големият взрив“.

И въпреки че знаем, че това бързо разширяване създава частиците, атомите, звездите, галактиките и живота, какъвто го познаваме днес, подробностите за това как се е случило все още са неизвестни.

Сега ново проучване, проведено от изследователи от Университета в Копенхаген, разкрива прозрения за това как всичко е започнало.

„Проучихме веществото, наречено кварк-глюонна плазма, което е било единствената материя, която е съществувала през първата микросекунда от Големия взрив. Нашите резултати ни разказват уникална история за това как плазмата е еволюирала в ранния стадий на Вселената“, обяснява Йоу Джоу (You Zhou), доцент в Института "Нилс Бор" към Университета в Копенхаген.

„Първичната плазмата, състояща се от кварки и глюони, се е разпаднала от горещото разширение на Вселената. Тогава частта с кварките се преобразува в така наречените адрони. Адрон с три кварка образува протон, който е част от атомни ядра. Тези ядра са градивните елементи, които съставят земята, нас самите и Вселената, която ни заобикаля“, добавя Йоу Джоу.

От идеална течност до здрави градивни елементи на живота

Разбивайки с помощта Големия адронен колайдер в ЦЕРН оловни частици със 99,9999991 процента от скоростта на светлината, учените пресъздават първата материя, която се е появила след Големия взрив .

„Колайдърът разбива заедно йони от тази плазма с голяма скорост - почти със скоростта на светлината. Това ни позволява да видим как QGP еволюира от първичната материя до ядрата в атомите и градивните елементи на живота“, разказва Йоу Джоу.

Изследователитен получават кварк-глюонна плазма (QGP - Quark-Gluon Plasma), която присъства в първата 0,000001 секунда на Големия взрив и след това изчезва заради разширяването на Вселената. 

За първи път учените успяват да изследват характеристиките на тази плазма и установяват, че тя има по-малко съпротивление на протичане от всяко друго известно вещество - и да определят как тя еволюира първите моменти в ранната Вселена. 

Учените смятат, че за първи път са създали QGP през 2000 г., но последната партида, съобщена онлайн на 11 май 2021 г. в списание Physics Letters B, е първият път, когато са успели да изследват подробно характеристиките на течната й природа.

Тъй като плазмата е просъществувала само 10 на минус 23 секунди, учените са използвали нови компютърни симулации, заедно с данните, които са събрали от инструмент, наречен ALICE - съкращение от (A Large Ion Collider Experiment" (Експеримент с голям йонен колайдер) - в ускорителя, за да разберат свойствата на материята и какво може да се е променило между момента, в който се е образувала и когато се е кондензирала в адрони.

Те откриват, че QGP е идеална течност - понятие от хидродинамиката,  което означава, че тази течност е несвиваема и няма вискозитет, т.е. липсват тангенциални напрежения между два съседни слоя течност. Тя е устойчива и също така променя формата си с течение на времето по начин, различен от други форми на материята.

Досега идеалната течност се смяташе за чисто теоретично понятие, имагинерна течност.  [

Илюстрация на разширяването на Вселената. Смяташе се, че след Големия взрив Вселената е била енергийна супа, преди да се разшири бързо през период, известен като инфлация, който позволява на Вселената да се охлади достатъчно, за да се образува материя. Първите образувания, за които се смята, че се появяват, са кварки, елементарна частица и глюони, които са носители на силната ядрена сила, която слепва кварките. При по-нататъшното охлаждане на Вселената тези частици образуват субатомни частици, наречени адрони, някои от които са познатите протони и неутрони.

„Дълго време изследователите смятаха, че кварк-глюонната плазма е форма на газ, но нашият анализ потвърждава последното важно измерване, където Адронният колайдер показа, че QGP е течна и има гладка мека текстура като вода. Новите подробности, които предоставяме, са, че плазмата е променила формата си с течение на времето, което е доста изненадващо и различно от всяка друга материя, която познаваме и от това, което очаквахме“, коментира Йоу Джоу.

Една стъпка по-близо до истината за Големия взрив

Въпреки че това може да изглежда като малка подробност, това ни доближава една крачка по-близо до решаването на пъзела на Големия взрив и как Вселената е еволюирала в първата микросекунда, уточнява Йоу Джоу.

„Всяко откритие е тухла, която подобрява шансовете ни да разберем истината за Големия взрив. Отне ни около 20 години, за да разберем, че кварк-глюонната плазма е била течност, преди да се превърне в адрони и градивни елементи на живота. Следователно новите ни знания за непрекъснато променящото се поведение на плазмата са фундаментален пробив за нас “, завършва Йоу Джоу.

Справка: “Measurements of mixed harmonic cumulants in Pb–Pb collisions at TeV” by ALICE Collaboration, 11 May 2021, Physics Letters B.

DOI: 10.1016/j.physletb.2021.136354

Източници:

New Details Revealed of What Happened in the First Microsecond of the Big Bang, Scitech daily

1st matter in the universe may have been a perfect liquid, Live Science


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.