21/05/2021 - 16:16
Pesquisadores da Universidade de Copenhague (Dinamarca) 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.
O estudo é assinado por You Zhou, professor associado do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague, com Zuzana Moravcova, doutora no mesmo instituto. Ele foi publicado na revista Physics Letters B.
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Detalhes desconhecidos
Cerca de 14 bilhões de anos atrás, nosso universo mudou de ser muito mais quente e denso para se expandir radicalmente. É o processo que os cientistas chamaram de Big Bang.
Embora se saiba que essa rápida expansão criou partículas, átomos, estrelas, galáxias e vida como a conhecemos hoje, os detalhes de como tudo aconteceu ainda são desconhecidos. O novo estudo revela dados sobre como tudo começou.
“Estudamos uma substância chamada plasma de quarks e glúons. Ela era a única matéria que existia durante o primeiro microssegundo do Big Bang. Nossos resultados nos contam uma história única de como o plasma evoluiu no estágio inicial do universo”, explicou You Zhou.
“Primeiramente, o plasma que consistia em quarks e glúons foi separado pela expansão quente do universo. Em seguida, os pedaços de quark se transformaram nos chamados hádrons. Um hádron com três quarks forma 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”, acrescentou.
Matéria recriada
O plasma de quarks e glúons (QGP, na sigla em inglês) estava presente no primeiro 0,000001 segundo do Big Bang. Depois disso, ele desapareceu devido à expansão do universo. Mas, usando o Grande Colisor de Hádrons na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), os pesquisadores conseguiram recriar essa primeira matéria na história e rastrear o que aconteceu com ela.
“O colisor esmaga os íons do plasma com grande velocidade – quase como a velocidade da luz. Isso nos possibilita ver como o QGP evoluiu de ser sua própria matéria para os núcleos dos átomos e os blocos de construção da vida”, disse You Zhou.
“Além de usarem o Grande Colisor de Hádrons, os pesquisadores também desenvolveram um algoritmo 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 fluida e que se distingue de outras matérias mudando constantemente sua forma ao longo do tempo”, observou Zhou.
Mais perto da verdade
“Por muito tempo, os pesquisadores pensaram que o plasma era uma forma de gás. Mas nossa análise confirma a medição mais recente. O Colisor de Hádrons mostrou por ela que o QGP era fluido e tinha uma textura macia e suave como água. Os novos detalhes que fornecemos são que o plasma mudou de forma ao longo do tempo. Isso é bastante surpreendente e diferente de qualquer outra matéria que conhecemos e que poderíamos esperar”, acrescentou ele.
Mesmo que isso possa parecer um pequeno detalhe, ele nos traz um passo mais perto de resolver o quebra-cabeça do Big Bang e de 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 de quarks e glúons era fluido 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”, concluiu You Zhou.
