Физики воссоздали условия, царившие во Вселенной в самые первые мгновения её существования. Результат оказался неожиданным: материя, заполнявшая всё пространство сразу после Большого взрыва, вела себя не как газ, а скорее как жидкость. Густая, вязкая, «суповая» субстанция — вот чем, по сути, была новорождённая Вселенная.
Речь идёт о кварк-глюонной плазме. Это экзотическое состояние вещества существовало в течение первой миллисекунды после Большого взрыва, и в тот момент оно заполняло Вселенную целиком. Ничего другого просто не было — ни атомов, ни молекул, только бурлящая каша из кварков и глюонов, не скованных привычными связями.
Кварки — фундаментальные частицы, из которых потом будут собраны протоны и нейтроны. Но тогда, в ту самую миллисекунду, они носились через первичную плазму свободно. И вот что интересно: при движении сквозь эту среду каждый кварк оставлял за собой след, своего рода «кильватерную волну». Похоже на то, как лодка рассекает воду и за ней расходится след.
Именно этот «след» стал ключевым доказательством. Если бы кварк-глюонная плазма была обычным газом, никакого кильватерного следа не возникало бы. Газ рассеивается, разлетается — он не формирует такой чёткой волновой структуры. А вот жидкость — формирует. Факт обнаружения кильватерных волн при прохождении кварков через плазму физики расценили как однозначное свидетельство: первичная материя обладала свойствами жидкости.
Звучит парадоксально. Температуры в тот момент были запредельными, плотность энергии — невообразимой. Казалось бы, при таких условиях всё должно разлетаться как газ. Но нет. Взаимодействия между частицами оказались настолько сильными, что среда сохраняла коллективное поведение, характерное именно для жидкости.
Это открытие меняет представление о том, как формировалась Вселенная. Если первичная материя была «текучей», значит, процессы перемешивания и перераспределения энергии в самые ранние моменты шли совсем иначе, чем предполагали модели, основанные на газовой динамике. Кварк-глюонная плазма, судя по всему, была не хаотичным облаком разлетающихся частиц, а чем-то плотным и связным.
Эксперименты, позволившие воссоздать условия первой миллисекунды, проводились на ускорителях, где сталкиваются тяжёлые ионы. При столкновении на долю мгновения возникает крошечная капля кварк-глюонной плазмы — и физики успевают зафиксировать её свойства, прежде чем она остынет и распадётся на обычные частицы. Именно в этих мимолётных каплях и были обнаружены кильватерные следы кварков.
Получается, что Вселенная начала свою историю не со взрыва в привычном понимании — не с разлёта обломков в пустоту, — а скорее с бурления горячего, невероятно плотного «бульона». Первая миллисекунда была жидкой. И только потом, когда температура упала достаточно, кварки объединились в протоны и нейтроны, плазма испарилась, и материя начала приобретать знакомые нам формы.
Изображение носит иллюстративный характер
Речь идёт о кварк-глюонной плазме. Это экзотическое состояние вещества существовало в течение первой миллисекунды после Большого взрыва, и в тот момент оно заполняло Вселенную целиком. Ничего другого просто не было — ни атомов, ни молекул, только бурлящая каша из кварков и глюонов, не скованных привычными связями.
Кварки — фундаментальные частицы, из которых потом будут собраны протоны и нейтроны. Но тогда, в ту самую миллисекунду, они носились через первичную плазму свободно. И вот что интересно: при движении сквозь эту среду каждый кварк оставлял за собой след, своего рода «кильватерную волну». Похоже на то, как лодка рассекает воду и за ней расходится след.
Именно этот «след» стал ключевым доказательством. Если бы кварк-глюонная плазма была обычным газом, никакого кильватерного следа не возникало бы. Газ рассеивается, разлетается — он не формирует такой чёткой волновой структуры. А вот жидкость — формирует. Факт обнаружения кильватерных волн при прохождении кварков через плазму физики расценили как однозначное свидетельство: первичная материя обладала свойствами жидкости.
Звучит парадоксально. Температуры в тот момент были запредельными, плотность энергии — невообразимой. Казалось бы, при таких условиях всё должно разлетаться как газ. Но нет. Взаимодействия между частицами оказались настолько сильными, что среда сохраняла коллективное поведение, характерное именно для жидкости.
Это открытие меняет представление о том, как формировалась Вселенная. Если первичная материя была «текучей», значит, процессы перемешивания и перераспределения энергии в самые ранние моменты шли совсем иначе, чем предполагали модели, основанные на газовой динамике. Кварк-глюонная плазма, судя по всему, была не хаотичным облаком разлетающихся частиц, а чем-то плотным и связным.
Эксперименты, позволившие воссоздать условия первой миллисекунды, проводились на ускорителях, где сталкиваются тяжёлые ионы. При столкновении на долю мгновения возникает крошечная капля кварк-глюонной плазмы — и физики успевают зафиксировать её свойства, прежде чем она остынет и распадётся на обычные частицы. Именно в этих мимолётных каплях и были обнаружены кильватерные следы кварков.
Получается, что Вселенная начала свою историю не со взрыва в привычном понимании — не с разлёта обломков в пустоту, — а скорее с бурления горячего, невероятно плотного «бульона». Первая миллисекунда была жидкой. И только потом, когда температура упала достаточно, кварки объединились в протоны и нейтроны, плазма испарилась, и материя начала приобретать знакомые нам формы.
