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Pesquisa revela detalhes do que aconteceu durante o primeiro microssegundo após o Big Bang

Estudo em acelerador de partícula reproduz a matéria que existiu quando o Cosmos tinha apenas frações de segundo de idade. Descoberta ajuda a entender como se criou a matéria e a vida que observamos hoje.

 

Cerca de 14 bilhões de anos atrás, nosso Universo passou de um estado de calor e densidade extraordinários para uma radical expansão. Esse processo é o que os cientistas apelidaram de Big Bang. Embora seja de conhecimento geral que essa rápida expansão criou partículas, átomos, estrelas, galáxias e a vida como a conhecemos hoje, os detalhes de como tudo aconteceu ainda são desconhecidos.

Porém, um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Copenhagen traz novas informações sobre o que pode ter ocorrido nestes instantes primordiais. Suas descobertas fornecem uma peça do quebra-cabeça para a evolução do universo, ao investigarem o que aconteceu com um tipo específico de plasma, a primeira matéria existente, durante o primeiro microssegundo do Big Bang. Os resultados foram publicados na revista Physics Letters B.

“Estudamos uma substância chamada plasma de quark-gluóns (QGP). Essa era a única matéria que existia durante o primeiro microssegundo do Big Bang. Nossos resultados contam a história  de como se deu a evolução do plasma durante os  estágios iniciais do universo”, explicou You Zhou, professor do Instituto Niels Bohr, da Universidade de Copenhague.

“Primeiro, o plasma que consistia em quarks e glúons foi separado pela expansão quente do universo. Em seguida, os pedaços de quark se transformaram nas partículas conhecidas como hádrons. Um hádron com três quarks forma um próton, que faz parte dos núcleos atômicos. Esses os núcleos são os blocos de construção que constituem a Terra, nós mesmos e o Universo que nos rodeia “, acrescenta.

De fluido e suave a fortes blocos construtores da vida

O plasma quark-gluón estava presente no primeiro 0,000001 segundo do Big Bang. Depois disso, ele desapareceu devido à expansão. Mas, usando o Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider) – LHC no CERN, os pesquisadores foram capazes de recriar essa  matéria primordial e rastrear o que aconteceu com ela.

“O colisor esmaga os íons do plasma com grande velocidade, quase como a velocidade da luz. Isso, então, nos torna capazes de ver como o QGP evoluiu para os núcleos dos átomos e blocos de construção da vida”, diz You Zhou.

“Além disso, os pesquisadores também desenvolveram um algoritmo capaz de analisar a expansão coletiva das partículas produzidas. Seus resultados mostram que o QGP costumava ser um fluido, em estado líquido. Ele se distingue de outras matérias por mudar constantemente sua forma ao longo do tempo.

“Por muito tempo, os pesquisadores pensaram que o plasma era uma forma de gás. Mas nossa análise confirma a medição do marco mais recente, onde o colisor mostrou que o QGP era líquido e tinha uma textura macia e suave como água. Os novos detalhes mostram que o plasma mudou de forma ao longo do tempo. Isso é bastante surpreendente e diferente de qualquer outro assunto que conhecemos e que poderíamos esperar “, diz You Zhou.

Um passo em direção à descrição do Big Bang

A descoberta permite que os cientistas avancem mais um passo na busca por resolver o quebra-cabeças de como se deu o Big Bang, e de que forma o Universo se desenvolveu no primeiro microssegundo.

“Cada descoberta é um tijolo que aumenta nossas chances de descobrir a verdade. Levamos cerca de 20 anos para descobrir que o plasma quark-gluón era fluido antes que se transformasse nos hádrons e nos blocos construtores da vida. Portanto, nosso novo conhecimento sobre o comportamento em constante mudança do plasma é um grande avanço para nós “diz You Zhou.

 

Publicado em 31/05/2021

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