Des chercheurs de l'Université de Copenhague ont enquêté sur ce qui est arrivé à un type spécifique de plasma - la toute première matière à être présente - pendant la première microseconde du Big Bang. Leurs découvertes fournissent une pièce du puzzle de l'évolution de l'univers, telle que nous la connaissons aujourd'hui.

Il y a environ 14 milliards d'années, notre univers est passé d'un état beaucoup plus chaud et plus dense à une expansion radicale - un processus que les scientifiques ont nommé le Big Bang.

Et même si nous savons que cette expansion rapide a créé des particules, atomes, étoiles, les galaxies et la vie telle que nous la connaissons aujourd'hui, les détails de la façon dont tout cela s'est passé sont encore inconnus.

Maintenant, une nouvelle étude réalisée par des chercheurs de l'Université de Copenhague révèle comment tout a commencé.

"Nous avons étudié une substance appelée plasma quark-gluon qui était la seule matière, qui existait pendant la première microseconde du Big Bang. Nos résultats nous racontent une histoire unique de la façon dont le plasma a évolué au début de l'univers, " explique You Zhou, professeur associé à l'Institut Niels Bohr, Université de Copenhague.

"D'abord, le plasma composé de quarks et de gluons a été séparé par l'expansion à chaud de l'univers. Ensuite, les morceaux de quark se sont reformés en ce qu'on appelle des hadrons. Un hadron avec trois quarks fait un proton, qui fait partie des noyaux atomiques. Ces noyaux sont les blocs de construction qui constituent la Terre, nous-mêmes et l'univers qui nous entoure, " il ajoute.
De la fluidité et de la fluidité aux solides éléments constitutifs de la vie

Le plasma quark-gluon (QGP) était présent dans la première 0,00001 seconde du Big Bang, et ensuite, il a disparu en raison de l'expansion. Mais en utilisant le Grand collisionneur de hadrons au CERN, les chercheurs ont pu recréer cela, la première affaire de l'histoire, et retracer ce qui lui est arrivé.

"Le collisionneur écrase les ions du plasma à une grande vitesse, presque comme la vitesse de la lumière. Cela nous permet de voir comment le QGP a évolué de sa propre matière aux noyaux des atomes et aux éléments constitutifs de la vie, " dit You Zhou.

"En plus d'utiliser le grand collisionneur de hadrons, les chercheurs ont également développé un algorithme capable d'analyser l'expansion collective de plus de particules produites à la fois que jamais auparavant. Leurs résultats montrent que le QGP était autrefois une forme liquide fluide et qu'il se distingue des autres matières en changeant constamment de forme au fil du temps.

"Pendant longtemps, les chercheurs pensaient que le plasma était une forme de gaz, mais notre analyse confirme la dernière mesure d'étape, où le collisionneur de hadrons a montré que QGP était fluide et avait une texture douce et lisse comme de l'eau. Les nouveaux détails que nous fournissons montrent que le plasma a changé de forme au fil du temps, ce qui est assez surprenant et différent de tout autre sujet que nous connaissons et de ce à quoi nous nous attendions, " dit You Zhou.

Un pas de plus vers la vérité sur le Big Bang

Même si cela peut sembler un petit détail, il rapproche les physiciens de la résolution de l'énigme du Big Bang et de la façon dont l'univers s'est développé dans la première microseconde, il élabore.

"Chaque découverte est une brique qui améliore nos chances de découvrir la vérité sur le Big Bang. Il nous a fallu environ 20 ans pour découvrir que le plasma quark-gluon était fluide avant de se transformer en hadrons et en éléments constitutifs de la vie. Par conséquent, , nos nouvelles connaissances sur le comportement en constante évolution du plasma sont une avancée majeure pour nous, " conclut You Zhou.

L'étude vient d'être publiée dans la revue Physique Lettres B .