Pesquisadores da Universidade de Copenhagen, na Dinamarca, investigaram as reações de um tipo específico de plasma, que foi a primeira matéria a estar presente no universo, durante o momento exato do Big Bang. Com as descobertas, os cientistas têm novos e importantes detalhes sobre a evolução do cosmos para a forma como conhecemos.

O Big Bang é a principal teoria sobre a origem cosmológica. Segundo ela, nosso universo começou com uma “explosão” de uma singularidade de densidade e temperatura infinitas, que concentrava toda a matéria existente, há cerca de 14 bilhões de anos. Ao longo do tempo ele passou por diversas fases de resfriamento, reaquecimento e expansão, até tomar a forma que tem hoje.

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Esse processo foi o responsável pela criação de partículas, átomos, planetas, estrelas, galáxias e tudo que conhecemos. Contudo, os detalhes sobre esses eventos ainda são desconhecidos pela ciência. Mas este estudo traz novas informações sobre a origem de tudo.

Pouco tempo de existência

“Estudamos uma substância chamada Plasma Quark-Gluon (PQG) que era a única matéria que existia durante o primeiro microssegundo do Big Bang”, disse o Professor Associado da Universidade de Copenhagen, You Zhou, ao Phys.org. “Nossos resultados nos contam uma história única de como o plasma evoluiu no estágio inicial do universo”, completou o professor.

Zhou explica que o plasma existente anteriormente como quarks e glúons foi separado pela expansão do universo. “Os pedaços de quark se transformaram nos chamados hádrons”, disse ele.

“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”, acrescenta.

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O PQG esteve presente apenas no primeiro microssegundo do Big Bang e desapareceu logo depois disso por conta da expansão. Porém, com auxílio do Grande Colisor de Hádrons, os pesquisadores conseguiram recriar esta primeira matéria da história e rastrear o que houve com ela.

O Grande Colisor de Hádrons

O Grande Colisor de Hádrons é o maior acelerador de partículas do mundo e fica na fronteira entre França e Suíça. “O colisor esmaga os íons de plasma com grande velocidade, quase a velocidade da luz. Isso nos torna capazes de ver como o PQG evoluiu de ser sua própria matéria para os núcleos dos átomos e os blocos de construção da vida”, diz You Zhou.

Pesquisadores do grupo de You Zhou usaram o Grande Colisor de Partículas do CERN para recriar o PQG. Crédito: CERN/Divulgação

Além de usar o acelerador de partículas, a equipe do professor Zhou também desenvolveu um algoritmo capaz de analisar a expansão coletiva de mais partículas que foram produzidas apenas uma vez em comparação com estudos anteriores. Com isso, eles conseguiram demonstrar que o PQG costumava ser “uma forma líquida fluente e que se distingue de outros assuntos mudando constantemente sua forma ao longo do tempo”.

“Por muito tempo, os pesquisadores pensaram que o plasma era uma forma de gás”, disse o professor You Zhou. “Mas o Colisor de Hádrons mostrou que o PQG era fluente e tinha uma textura macia e suave como água”, prossegue. “Os novos detalhes que fornecemos são que o plasma mudou de forma ao longo do tempo”, complementa ele.

Um grande pequeno passo

Embora isso possa parecer apenas um pequeno detalhe sobre a grande expansão universal, ele nos deixa um pouco mais próximos de resolver o quebra-cabeças do Big Bang e do desenvolvimento do universo em seu momento inicial.

“Cada descoberta é um tijolo que aumenta nossas chances de descobrir a verdade sobre o Big Bang”, comemora o professor. “Levamos cerca de 20 anos para descobrir que o PQG era fluente antes de se transformar em hádrons e os blocos de construção da vida”, prossegue o especialista. “Portanto nosso novo conhecimento sobre o comportamento em constante mudança do plasma é um grande avanço para nós”, conclui You Zhou

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