¿Qué había en el universo durante el primer microsegundo del Big Bang?

Investigadores de la Universidad de Copenhague han investigado lo que sucedió con un tipo específico de plasma, la primera materia en estar presente, durante el primer microsegundo del Big Bang.

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Sus hallazgos proporcionan una pieza del rompecabezas de la evolución del universo, tal como lo conocemos hoy, informa el Instituto Niels Bohr en un comunicado.

Hace unos 14.000 millones de años, nuestro universo pasó de ser mucho más caliente y denso a expandirse radicalmente, un proceso que los científicos han llamado Big Bang.

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Y aunque sabemos que esta rápida expansión creó partículas, átomos, estrellas, galaxias y la vida tal como la conocemos hoy, los detalles de cómo sucedió todo aún se desconocen.

Ahora, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Copenhague revela ideas sobre cómo comenzó todo.

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“Hemos estudiado una sustancia llamada Plasma Quark-Gluon que era la única materia, que existía durante el primer microsegundo del Big Bang. Nuestros resultados nos cuentan una historia única de cómo evolucionó el plasma en la etapa temprana del universo”, explica You Zhou, profesor asociado del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague.

“Primero, el plasma que constaba de quarks y gluones se separó por la expansión caliente del universo. Luego, las piezas de quark se reformaron en los llamados hadrones. Un hadrón con tres quarks produce un protón, que es parte de los núcleos atómicos. Estos núcleos son los bloques de construcción que constituyen la Tierra, nosotros mismos y el universo que nos rodea“, añade.

El Plasma Quark-Gluon (QGP) estuvo presente en los primeros 0,000001 segundos del Big Bang y luego desapareció debido a la expansión. Pero al utilizar el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN, los investigadores pudieron recrear este primer asunto en la historia y rastrear lo que le sucedió.

“El colisionador aplasta los iones del plasma con gran velocidad, casi como la velocidad de la luz. Esto nos permite ver cómo evolucionó el QGP de ser su propia materia a los núcleos de los átomos y los componentes básicos de la vida”, dice You Zhou.

“Además de utilizar el Gran Colisionador de Hadrones, las investigaciones también desarrollaron un algoritmo que es capaz de analizar la expansión colectiva de más partículas producidas a la vez, que nunca antes. Sus resultados muestran que el QGP solía ser una forma líquida fluida y que se distingue de otras materias cambiando constantemente de forma a lo largo del tiempo”.

“Durante mucho tiempo, los investigadores pensaron que el plasma era una forma de gas, pero nuestro análisis confirma la última medición de hito, donde el Colisionador de Hadrones mostró que QGP era fluido y tenía una textura suave como el agua. Los nuevos detalles que proporcionamos es que el plasma ha cambiado de forma con el tiempo, lo cual es bastante sorprendente y diferente de cualquier otra materia que conocemos y de lo que hubiéramos esperado“, dice You Zhou.

Aunque esto pueda parecer un pequeño detalle, nos acerca un paso más a resolver el rompecabezas del Big Bang y cómo se desarrolló el universo en el primer microsegundo, comenta.

“Cada descubrimiento es un ladrillo que mejora nuestras posibilidades de descubrir la verdad sobre el Big Bang. Nos ha llevado unos 20 años descubrir que el Plasma Quark-Gluon era fluido antes de convertirse en hadrones y los componentes básicos de la vida. Por lo tanto, nuestro nuevo conocimiento sobre el comportamiento siempre cambiante del plasma es un gran avance para nosotros“, concluye You Zhou.

El estudio se acaba de publicar en la revista Physics Letters B.

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