Apa yang terjadi dalam mikrodetik pertama setelah Big Bang?

Daftar Isi:

Apa yang terjadi dalam mikrodetik pertama setelah Big Bang?
Apa yang terjadi dalam mikrodetik pertama setelah Big Bang?
Anonim

Para peneliti di Universitas Kopenhagen telah menemukan apa yang terjadi pada jenis plasma tertentu - materi pertama di alam semesta - dalam mikrodetik pertama setelah Big Bang. Penemuan mereka mengungkap sepotong teka-teki tentang evolusi alam semesta seperti yang kita kenal sekarang: sains modern mengatakan bahwa sekitar 14 miliar tahun yang lalu, alam semesta kita berubah dari keadaan yang jauh lebih panas dan lebih padat menjadi yang mengembang secara radikal - sebuah proses yang disebut Dentuman Besar. Dan sementara kita tahu bahwa ekspansi cepat ini melahirkan partikel, atom, bintang, galaksi, dan kehidupan di planet kita, detail bagaimana tepatnya alam semesta lahir masih belum diketahui. Karya baru ini, menurut penulisnya, menyoroti momen-momen pertama keberadaan segala sesuatu. Hasil yang diperoleh memungkinkan para peneliti untuk langkah demi langkah memulihkan evolusi Alam Semesta awal - dengan bantuan Large Hadron Collider di CERN, fisikawan mampu menciptakan kembali jendela waktu kecil di mana seluruh Alam Semesta relatif kompak.

Bagaimana alam semesta terjadi?

Teori yang paling beralasan tentang asal usul alam semesta kita mengatakan bahwa ia lahir dalam proses Big Bang. Para peneliti sampai pada kesimpulan ini dengan mengamati galaksi - mereka bergerak menjauh dari kita dengan kecepatan luar biasa ke segala arah, seolah-olah didorong oleh kekuatan ledakan kuno.

Seorang pendeta Belgia bernama Georges Lemaitre pertama kali mengajukan teori Big Bang pada tahun 1920-an, yang menyatakan bahwa alam semesta dimulai dengan sebuah atom tunggal. Ide ini berkembang berkat pengamatan Edwin Hubble, serta penemuan radiasi latar gelombang mikro kosmik (radiasi peninggalan atau gema Big Bang) pada 1960-an oleh Arno Penzias dan Robert Wilson.

Image
Image

CMB adalah radiasi latar gelombang mikro yang sama ke segala arah. Memiliki karakteristik spektrum benda hitam mutlak pada suhu ~ 2,7 K.

Pekerjaan lebih lanjut oleh para ilmuwan membantu memperjelas kecepatan Big Bang. Inilah yang ditulis National Geographic tentangnya:

“Dalam sepersekian detik pertama keberadaannya, Alam Semesta sangat kompak - kurang dari satu juta miliar miliar miliar dalam ukuran satu atom. Dalam keadaan energi padat yang tak terbayangkan, diyakini bahwa empat gaya fundamental - gravitasi, elektromagnetisme, dan interaksi nuklir kuat dan lemah - digabungkan menjadi satu kesatuan. Namun, bagaimana tepatnya ini terjadi, serta bagaimana gravitasi bekerja pada skala subatomik, tetap menjadi misteri hingga saat ini.

Para peneliti juga mencatat bahwa seiring waktu dan pendinginan materi di alam semesta, jenis partikel yang lebih beragam mulai terbentuk, yang akhirnya mengembun menjadi bintang dan galaksi. Hebatnya, pada saat alam semesta berumur sepersejuta detik, ia telah cukup dingin untuk memisahkan empat gaya fundamental satu sama lain, memungkinkan partikel fundamental terbentuk.

Image
Image

Penelitian sebelumnya dalam hal ini telah membuktikan bahwa plasma quark-gluon memang ada.

Namun, itu tidak cukup panas di Semesta, dan banyak partikel yang dikenal saat ini (misalnya, proton), tidak punya waktu untuk terbentuk. Kemudian, ketika alam semesta terus mengembang, sup primordial panas yang mendidih yang disebut plasma quark-gluon ini terus mendingin. Inilah cara kami sampai pada hal yang paling menarik - baru-baru ini, para peneliti dari CERN yang bekerja di Large Hadron Collider mampu menciptakan kembali plasma quark-gluon.

Materi pertama di alam semesta

Jadi, dengan plasma quark-gluon, para peneliti mengartikan materi yang ada selama mikrodetik pertama setelah Big Bang. Para peneliti mencatat bahwa plasma, yang terdiri dari quark dan gluon, dipisahkan oleh ekspansi panas alam semesta, setelah itu sisa-sisa quark diubah menjadi apa yang disebut hadron.

Hadron dengan tiga quark membentuk proton, yang merupakan bagian dari inti atom. Inti-inti ini adalah blok bangunan yang membentuk Bumi, diri kita sendiri, dan alam semesta di sekitar kita.

Seperti yang ditemukan oleh penulis karya ilmiah, plasma quark-gluon (QGP) hadir dalam 0, 000001 detik pertama Big Bang, dan kemudian menghilang karena perluasan Alam Semesta. Tetapi dengan bantuan LHC di CERN, para peneliti dapat membuat ulang materi pertama ini dan melacak apa yang terjadi padanya.

“Collider menabrakkan ion dari plasma dengan kecepatan tinggi - hampir seperti kecepatan cahaya. Ini memungkinkan kami untuk melihat bagaimana QGP berevolusi dari materinya sendiri menjadi inti atom dan blok bangunan kehidupan,”kata penulis utama Yu Zhou kepada Phys.org.

Image
Image

Galaksi Bima Sakti adalah salah satu dari ratusan miliar galaksi yang sama

Untuk waktu yang lama, para peneliti mengira plasma adalah bentuk gas, tetapi analisis baru menegaskan bahwa plasma itu halus dan memiliki tekstur lembut yang halus seperti air. Detail baru juga telah ditunjukkan untuk menunjukkan bahwa plasma telah berubah bentuknya dari waktu ke waktu, yang mengejutkan dan sangat berbeda dari materi lain yang diketahui.

Ini menarik: Apa yang diketahui para ilmuwan tentang usia dan perluasan alam semesta?

“Setiap penemuan adalah batu bata yang meningkatkan peluang kita untuk mempelajari kebenaran tentang Big Bang. Kami membutuhkan waktu sekitar 20 tahun untuk mengetahui bahwa plasma quark-gluon adalah cair sebelum berubah menjadi hadron dan blok bangunan kehidupan. Oleh karena itu, pengetahuan baru kami tentang perilaku plasma yang terus berubah adalah terobosan nyata, - tulis penulis penelitian.

Direkomendasikan: