Esto es lo que sucedió en el primer microsegundo del Big Bang

By 24/05/2021 Portal

Hace unos 14.000 millones de años, nuestro universo pasó de ser un punto caliente y denso a expandirse radicalmente, un proceso que los científicos han llamado Big Bang. El problema es que aún no se tiene una teoría probada sobre qué ocurrió exactamente durante esa ‘gran explosión’ -si bien aún no se sabe si se trató de una detonación en sí misma-. Ahora, investigadores de la Universidad de Copenhague han dando un paso más allá acercándose un poco más a ese primer momento. Concretamente qué pasó durante el primer microsegundo después del Big Bang. Los resultados se publican en la revista «Physics Letters B».

En concreto, el grupo se ha centrado en un tipo específico de plasma, la primera materia presente en el universo antes de estrellas, planetas y galaxias. «Hemos estudiado el plasma de quark-gluones, que era la única materia existente durante el primer microsegundo del Big Bang. Nuestros resultados señalan una historia única de cómo evolucionó el plasma en la etapa temprana del universo», explica en un comunicado
You Zhou, profesor asociado del Instituto Niels Bohr, de la Universidad de Copenhague.

«Primero, el plasma compuesto de quarks y gluones se separó por la expansión a muy altas temperaturas del universo. Luego, las piezas de quark se reconviertieron 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.

La ilustración muestra la expansión del Universo – Big Bang – que consistió en una sopa de plasma de quark-gluones en el primer microsegundo

NASA/CXC/ M. WEISS
Un naturaleza distinta a lo pensado
El plasma de quark-gluones (QGP, por sus siglas en inglés) estuvo presente en los primeros 0,000001 segundos del Big Bang. Luego, desapareció en la expansión. Sin embargo, el Gran Colisionador de Hadrones del CERN ha podido recrear estos primeros momentos para observar casi de primera mano qué es lo que ocurrió en estos primeros momentos del cosmos. «El colisionador aplasta los iones del plasma con gran velocidad, casi a 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 -afirma Zhou-. Además de utilizar el Gran Colisionador de Hadrones, las investigaciones también desarrollaron un algoritmo que es capaz de analizar la expansión colectiva del mayor número recreado hasta la fecha de partículas producidas a la vez. 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».

Zhou explica que, durante mucho tiempo, los científicos pensaron que el plasma era una forma de gas. «Sin embargo, nuestro análisis confirma que el QGP era en realidad un fluido y tenía una textura suave, parecida a la del 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», afirma Zhou.

Un paso más cerca de la verdad sobre el Big Bang
Aunque esto pueda parecer un pequeño detalle, en realidad suma una pieza más al rompecabezas del Big Bang y cómo se desarrolló el universo en el primer microsegundo. «Cada descubrimiento es un paso que mejora nuestras posibilidades de descubrir la verdad sobre el Big Bang. Nos ha llevado unos 20 años descubrir que el plasma de quark-gluones 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», concluye Zhou.