Θεωρίες φυσικής

Πώς εξελίχθηκε το Σύμπαν από ένα υγρό

Το σύμπαν συμπεριφερόταν σαν ένα υπερ-καυτό υγρό λίγες στιγμές αμέσως μετά τη γέννησή του, σύμφωνα με τα πρώτα αποτελέσματα από ένα πείραμα που κατάφερε να αναδημιουργήσει τις συνθήκες του Big Bang.

Share

Το σύμπαν συμπεριφερόταν σαν ένα υπερ-καυτό υγρό λίγες στιγμές αμέσως μετά τη γέννησή του, σύμφωνα με τα πρώτα αποτελέσματα από ένα πείραμα που κατάφερε να αναδημιουργήσει τις συνθήκες του Big Bang.

Επιστήμονες που εργάζονται στον μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο – τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN – έχουν διαπιστώσει ότι μια εξωτική σούπα πάνω από 10 τρισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου δημιουργήθηκε αμέσως μετά τη γέννηση του σύμπαντος.

Αυτή η κολλώδης, σκοτεινή ουσία, που είναι γνωστή ως πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων, συμπεριφέρθηκε ως ένα καυτό υγρό, κι όχι σαν αέριο σύμφωνα με τα αποτελέσματά της έρευνας.

Αυτό το υγρό πρόσφερε το τέλειο περιβάλλον ώστε να σχηματιστούν τα πρώτα μόρια και άτομα, που αργότερα έφτιαξαν τα αστέρια και τους γαλαξίες που μας περιβάλλουν σήμερα.

Τα ευρήματα εξέπληξαν τους φυσικούς καθώς σε αντίθεση με την αποδεκτή άποψη για το τι συνέβη αμέσως μετά την δημιουργία του σύμπαντος – ότι δηλαδή στο Big Bang έγινε ένα υπέρθερμο αέριο που συσσωματώθηκε για να σχηματίσουν την ύλη.

«Στις πρώτες κιόλας στιγμές του σύμπαντος, αυτό στην πραγματικότητα συμπεριφερόταν σαν ένα πολύ πυκνό υγρό,» εξηγεί ο David Evans, ένας φυσικός σωματιδίων στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ, που είναι ο κύριος ερευνητής στο πείραμα.

"Τα αποτελέσματα αυτά μας λένε σχετικά με την εξέλιξη του πρώιμου σύμπαντος, που αναπόφευκτα είχε επιπτώσεις για το πώς φαίνεται σήμερα το σύμπαν.

«Πρέπει να κάνουμε πολύ περισσότερη ανάλυση και να σκεφτούμε πολύ περισσότερο για να το κατανοήσουμε, αλλά είναι πραγματικά ένα συναρπαστικό αποτέλεσμα."

Τα αποτελέσματα αυτά είναι τα πρώτα που θα κυκλοφορήσουν από μια πολυεθνική ομάδα, με πάνω από 1.000 ερευνητές, που έχει ασχοληθεί με ένα πείραμα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων που άρχισε πριν από δύο εβδομάδες.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τον επιταχυντή σωματιδίων για να συνθλίψουν μαζί άτομα μολύβδου μέσα στον ανιχνευτή ALICE, σε μια προσπάθεια τους να δημιουργήσουν ένα «μίνι Big Bang», ώστε να μιμηθούν τις συνθήκες που υπήρχαν κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τον σχηματισμό του σύμπαντος.

Οι μικροσκοπικές πύρινες σφαίρες που δημιουργήθηκαν στο εσωτερικό του Μεγάλου Επιταχυντή μήκους 27 χιλιομέτρων ο οποίος είναι θαμμένος 100 μέτρα κάτω από τους πρόποδες των Άλπεων, έφτασαν πάνω από 10 τρισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.

Σε αυτές τις θερμοκρασίες τα άτομα και τα σωματίδια από τα οποία αποτελούνται παύουν να υπάρχουν, και ελευθερώνεται μια σούπα από τα συστατικά τους, γνωστά ως κουάρκ και γκλουόνια.

Οι φυσικοί πιστεύουν σε μεγάλο βαθμό ότι στις υψηλές θερμοκρασίες που δημιουργήθηκαν στον απόηχο της Μεγάλης Έκρηξης, οι δυνάμεις που κανονικά δεσμεύουν τα κουάρκ και τα γκλουόνια μαζί, θα είχαν εξασθενήσει σημαντικά, με αποτέλεσμα η σούπα αυτή να συμπεριφέρθηκε παρόμοια με ένα αέριο.

Μια προηγούμενη έρευνα που έγινε πριν από πέντε χρόνια στον Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων στο Upton της Νέας Υόρκης, κατάφερε να δημιουργήσει θερμοκρασίες τεσσάρων τρισεκατομμυρίων βαθμών και έδειξε πως σε αυτές τις θερμοκρασίες το πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων ήταν παρόμοια με ένα υγρό, αλλά πολλοί ανέμεναν, ότι αν η θερμοκρασία αυξηθεί αυτό θα έμοιαζε περισσότερο με αέριο.

Τα τελευταία ευρήματα από το CERN, ωστόσο, αποκαλύπτουν ότι στην πραγματικότητα αυτό δεν συμβαίνει και τα αποτελέσματα αναμένεται να πονοκεφαλιάσουν τους φυσικούς, καθώς προσπαθούν να καταλάβουν γιατί το πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων δεν συμπεριφέρεται όπως προβλέπεται.

Ο David Evans δήλωσε ότι οι θεωρίες λένε ότι οι δυνάμεις που συγκρατούν μαζί τα κουάρκ αρχίζουν να εξασθενούν σε αυτές τις θερμοκρασίες αμέσως μετά το Big Bang, οπότε και τα κουάρκ θα πρέπει να κυκλοφορούν ελεύθερα, όπως τα μόρια σε ένα αέριο.

"Βρήκαμε ότι η ισχυρή δύναμη που τα ενώνει διατηρεί ακόμα την ισχύ της, ακόμη και σε αυτές τις υψηλές θερμοκρασίες. Τα κουάρκ ακόμα λοιπόν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους πολύ περισσότερο από ό,τι θα περιμέναμε.

«Τα δε αποτελέσματα θα πρέπει να μας βοηθήσουν να καταλάβουμε περισσότερα για αυτή τη μυστηριώδη περίοδο προτού τα πρωτόνια και τα νετρόνια σχηματιστούν στο πρώιμο σύμπαν."

Ο καθηγητής Brian Cox, ένας φυσικός σωματιδίων στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, δήλωσε πως τα ευρήματα έχουν ανοίξει πολλά ζητήματα σχετικά με το τι έμοιαζε το πρώιμο σύμπαν.

Και τόνισε: "Οι επιστήμονες εξήγησαν γιατί έπρεπε το πλάσμα να συμπεριφέρεται σαν αέριο. Θα έπρεπε κανονικά η ισχύς της αλληλεπίδρασης να μειώνεται. Φαίνεται ότι τελικά πρέπει να αλληλεπιδρούν πολύ πιο έντονα από ό,τι αναμενόταν και έτσι συμπεριφέρεται σαν υγρό.

Πηγή: The Telegraph

Δείτε και το ενδιαφέρον άρθρο: Ο επιταχυντής LHC ανεβάζει στροφές αυτό το μήνα και δημιουργεί ένα μίνι Big Bang

About the author

physics4u

Leave a Comment

Share