Pesquisadores da Universidade de Copenhagen investigaram o que aconteceu com um tipo específico de plasma - a primeira matéria a estar presente - durante o primeiro microssegundo do Big Bang. Suas descobertas fornecem uma peça do quebra-cabeça para a evolução do universo, como o conhecemos hoje.

Cerca de 14 bilhões de anos atrás, nosso universo mudou de um estado muito mais quente e denso para se expandir radicalmente - um processo que os cientistas chamaram de Big Bang.

E embora saibamos que esta rápida expansão criou partículas, átomos, estrelas, galáxias e vida como a conhecemos hoje, os detalhes de como tudo aconteceu ainda são desconhecidos.

Agora, um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Copenhagen revela insights sobre como tudo começou.

"Nós estudamos uma substância chamada plasma de quark-gluon que era o único problema, que existia durante o primeiro microssegundo do Big Bang. Nossos resultados nos contam uma história única de como o plasma evoluiu na fase inicial do universo, "explica You Zhou, professor associado do Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhague.

"Primeiro, o plasma que consistia em quarks e glúons foi separado pela expansão quente do universo. Então, os pedaços de quark se transformaram nos chamados hádrons. Um hadron com três quarks faz um próton, que faz parte dos núcleos atômicos. Esses núcleos são os blocos de construção que constituem a Terra, nós mesmos e o universo que nos rodeia, " ele adiciona.
De fluente e suave aos fortes blocos de construção da vida

O plasma quark-gluon (QGP) estava presente no primeiro 0,000001 segundo do Big Bang, e depois disso, desapareceu devido à expansão. Mas, usando o Large Hadron Collider no CERN, pesquisadores foram capazes de recriar isso, o primeiro assunto da história, e rastreie o que aconteceu com ele.

"O colisor esmaga íons do plasma com grande velocidade - quase como a velocidade da luz. Isso nos torna capazes de ver como o QGP evoluiu de ser sua própria matéria para os núcleos dos átomos e os blocos de construção da vida, "diz Você Zhou.

"Além de usar o Grande Colisor de Hádrons, os pesquisadores também desenvolveram um algoritmo que é capaz de analisar a expansão coletiva de mais partículas produzidas de uma só vez do que antes. Seus resultados mostram que o QGP costumava ser uma forma líquida fluente e que se distingue de outras matérias por mudar constantemente sua forma ao longo do tempo.

"Por muito tempo, pesquisadores pensaram que o plasma era uma forma de gás, mas nossa análise confirma a medição de marco mais recente, onde o Colisor de Hádrons mostrou que o QGP era fluente e tinha uma textura macia e lisa como água. Os novos detalhes que fornecemos mostram que o plasma mudou de forma ao longo do tempo, o que é bastante surpreendente e diferente de qualquer outro assunto que conhecemos e que esperaríamos, "diz Você Zhou.

Um passo mais perto da verdade sobre o Big Bang

Mesmo que isso possa parecer um pequeno detalhe, traz os físicos um passo mais perto de resolver o quebra-cabeça do Big Bang e como o universo se desenvolveu no primeiro microssegundo, ele elabora.

"Cada descoberta é um tijolo que aumenta nossas chances de descobrir a verdade sobre o Big Bang. Levamos cerca de 20 anos para descobrir que o plasma quark-gluon era fluente antes de se transformar em hádrons e nos blocos de construção da vida. Portanto , nosso novo conhecimento sobre o comportamento em constante mudança do plasma é um grande avanço para nós, "Você Zhou conclui.

O estudo acaba de ser publicado na revista Letras de Física B .