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哥本哈根大学研究人员揭示宇宙大爆炸第一微秒内发生的新细节

2021-09-25| 发布者: 小店信息网| 查看: 135| 评论: 1|文章来源: 互联网

摘要: 大约140亿年前,我们宇宙从热得多、密度大的状态转变为急剧膨胀,这一过程被科学家命名为"大爆炸"。哥本哈根......
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大约140亿年前,我们宇宙从热得多、密度大的状态转变为急剧膨胀,这一过程被科学家命名为"大爆炸"。哥本哈根大学研究人员调查了在宇宙大爆炸第一个微秒内一种特定的等离子体发生了什么。这种等离子体是有史以来的第一个物质。他们的发现为我们今天所知的宇宙演变提供了一块拼图。

尽管科学家知道这种快速膨胀创造了粒子、原子、恒星、星系和我们今天所知的生命,但这一切是如何发生的细节仍然未知。现在,哥本哈根大学研究人员进行的一项新研究提供了这一切是如何开始的见解。

哥本哈根大学科学家研究了一种叫做夸克-胶子等离子体物质,它是在大爆炸第一个微秒中存在的唯一物质。研究结果告诉我们等离子体在宇宙早期阶段是如何演变的。首先,由夸克和胶子组成的等离子体被宇宙热膨胀所分离。然后,夸克碎片重组为所谓的强子。一个有三个夸克的强子组成一个质子,是原子核的一部分,这些核心是构成地球、科学家自己和环绕科学家的宇宙构件。

夸克-胶子等离子体(QGP)存在于宇宙大爆炸的第一个0.000001秒,此后由于膨胀,它消失了。但是,通过使用欧洲核子研究中心的大型强子对撞机,研究人员能够重新创造历史上这种第一种物质,并追溯其发生的情况。对撞机以几乎与光速一样的速度将等离子体中的离子砸在一起,这使科学家能够看到QGP是如何从自身的物质演变为原子中核心和生命的构件。

除了使用大型强子对撞机,研究人员还开发了一种算法,能够同时分析更多粒子的集体膨胀。他们研究结果表明,QGP曾经是一种流动的液体形式,它通过随着时间推移不断改变其形状而区别于其他物质。长期以来,研究人员认为等离子体是一种气体形式,但这次分析证实了它具有像水一样光滑柔软的质地。等离子体随着时间推移改变了自己的形状,这相当令人惊讶,与科学家所知道的任何其他物质和科学家所预期都不同。

尽管这可能看起来是一个小细节,但它使科学家离解决大爆炸谜题以及宇宙如何在第一个微秒内发展的问题更近了一步。



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