علماء يفكون جزءاً من لغز المادة الأولى في الكون بعد الانفجار العظيم

استطاع باحثون في معهد Niels Bohr التابع لجامعة “كوبنهاجن” بالدنمارك، فك جزء من لغز تطور الكون عبر التحقيق فيما حدث لنوع معين من البلازما، وهو أول مادة كانت موجودة خلال الميكروثانية الأولى من الانفجار العظيم، وذلك عبر إعادة العلماء تكوين المادة الأولى التي ظهرت بعد الانفجار العظيم، من خلال تحطيم جزيئات الرصاص معا بسرعة 99.9999991% من سرعة الضوء.

فمنذ حوالي 14 مليار سنة، تحول كوننا من كونه حارًا وكثيفًا، إلى أن يتوسع بسرعة إلى النجوم والمجرات والثقوب السوداء، وهي عملية تُعرف باسم “الانفجار العظيم”.

وقد خرج من الحطام نوع بدائي من المادة يُعرف باسم بلازما كوارك-غلوون QGP. واستمر فقط لجزء من الثانية، ولكن لأول مرة، تمكّن العلماء من فحص خصائص البلازما الشبيهة بالسائل – ووجدوا أنها تتمتع بمقاومة أقل للتدفق من أي مادة أخرى معروفة – وتحديد كيفية تطورها في اللحظات الأولى في بدايات الكون.

وحاولت الدراسة الجديدة التي نُشرت على موقع دورية “فيزيكال ليترز” بسط الرؤى المفسرة لكيفية بداية “كل شيء”، عبر دراسة الباحثين مادة تسمى بلازما كوارك-غلوونية (Quark-Gluon Plasma)، وهي المادة الوحيدة التي كانت موجودة خلال الميكروثانية الأولى من الانفجار العظيم.

ووجد الباحثون أن هذه البلازما مكونة من جزيئات شكلت الذرات من خلال الحرارة الشديدة، وهي اللبنات الأساسية لكل شيء في الكون المعروف. وقال هؤلاء الخبراء إن المصادم يصطدم ببعض الأيونات من البلازما بسرعة كبيرة تقريبًا مثل سرعة الضوء، وهذا ما يجعلنا قادرين على رؤية كيف تطورت QGP من كونها مادة خاصة بها إلى النوى في الذرات ولبنات بناء الحياة.

وتستكشف هذه الدراسة الجديدة حالة المادة الموجودة بعد ميكروثانية واحدة فقط بعد بدء التمدد، وتجد أنها تطورت إلى الذرات الأولى.

وقال الفريق المشرف على الدراسة إنه على الرغم من أن هذا قد يبدو وكأنه تفصيل صغير، إلا أنه يقربنا خطوة واحدة من حل لغز الانفجار العظيم وكيف تطور الكون.

ونظرا لأن البلازما استمرت 10 إلى 23 ثانية فقط، استخدم العلماء محاكاة حاسوبية جديدة إلى جانب البيانات التي جمعوها من أداة تسمى ALICE – اختصارا لتجربة مصادم أيوني كبير – في المسرّع، لمعرفة خصائص المادة وكيف يمكن أن تكون قد تغيرت بين لحظة تشكلها وعندما تكثفت في الهادرونات.

ووجدوا أن QGP كان سائلا مثاليا، ما يعني أنه ليس لديه لزوجة أو مقاومة للتدفق، كما أن شكله تغير بمرور الوقت بطريقة تختلف عن أشكال المادة الأخرى.