نظریه بیگ بنگ، بیان می‌کند که کیهان از یک وضعیت بسیار چگال (متراکم- تکینگی) نخستین آغاز شده و در گذر زمان تورم و انبساط یافته است. اما در میکروثانیه اول پس از بیگ بنگ چه اتفاقاتی رخ داد؟
به گزارش بیگ بنگ، این تورم آنی ذرات، اتم‌ها، ستارگان، کهکشان‌ها و حیات را ایجاد کرد که جزئیات آن هنوز مبهم است. یک مطالعه جدید که توسط محققان دانشگاه کپنهاگ انجام شده نشان می‌دهد که در نخستین میکروثانیه پس از بیگ بنگ چه اتفاقی برای نوع خاصی از پلاسما به نام کوارک-گلوئون رخ داده است. نتایج دانشمندان داستانِ منحصربفردی دربارۀ نحوه تکامل پلاسما در مرحله اولیه‌ی جهان شرح می‌دهد.
“یو ژو”، دانشیار موسسه نیلز بور در دانشگاه کپنهاگ گفت: «در ابتدا، پلاسمایی که کوارک‌ها و گلوئون‌ها را تشکیل داد توسط انبساط داغِ جهان تفکیک شد. یک هادرون با سه کوارک یک پروتون را تشکیل می‌دهد که بخشی از هسته‌های اتمی است. این هسته‌ها عناصر سازنۀ زمین و جهان پیرامون ما هستند.»
پلاسمای کوارک-گلوئون(QGP) در 0.000001 ثانیۀ اول بیگ بنگ ایجاد شد و فوراً بر اثر انبساط ناپدید شد. دانشمندان با استفاده از “برخورد دهنده هادرونی بزرگ” در سرن توانستند این ماده ابتدایی در تاریخ کیهان را بازسازی کنند و اتفاقی که افتاده را ردیابی نمایند.
“یو ژو” افزود: «شتاب دهنده سرن، یون‌های پلاسما را با سرعت بسیار بالایی – تقریباً به اندازه سرعت نور – به هم برخورد می‌دهد. با این کار می‌توانیم مشاهده کنیم که پلاسمای کوارک-گلوئون چگونه از ماده به هسته‌هایی در اتم‌ها و عناصر سازنده حیات تبدیل می‌شوند. محققان علاوه بر استفاده از “برخورد دهنده هادرونی بزرگ” یک الگوریتم را توسعه دادند که می‌تواند انبساط جمعی ذراتِ تولیدشدۀ بیشتر را بیش از پیش به طور یکجا تجزیه و تحلیل کند. نتایج آنها نشان می‌دهد که پلاسمای کوارک-گلوئون یک فرم مایع و روان است و با تغییر شکل دائمی در طول زمان می‌تواند با مواد دیگر تغییر شکل دهد.»
«دانشمندان برای مدت طولانی تصور می‌کردند که پلاسما نوعی گاز است، اما تحلیل داده‌های برخورد دهنده هادرونی نشان می‌دهد که پلاسمای کوارک-گلوئون روان است و یک بافت نرم و یکنواخت مثل آب دارد. جزئیات جدیدی که ارائه دادیم تایید کرد، پلاسما با گذشت زمان شکل خود را تغییر داده و این نکتۀ شگفت‌آوری است و با هر ماده‌ای که می‌شناسیم و انتظار داشتیم فرق دارد.» بر اساس این مطالعه، کمی به پازل بیگ بنگ و نحوه توسعه جهان در اول میکروثانیه پس از بیگ بنگ نزدیکتر شده‌ایم. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ sciencedirect منتشر شده است.
منبع: سایت علمی بیگ بنگ