Cerca de 14 bilhões de anos atrás, o Universo passou de um estado de calor e densidade extraordinários para uma radical expansão. Esse processo é o que os cientistas apelidaram de Big Bang. A partir daí, foram criadas todas as partículas, átomos, estrelas, galáxias e a vida como a conhecemos hoje. No entanto, os detalhes de como tudo aconteceu ainda são desconhecidos.

Porém, um estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Copenhagen, na Dinamarca, revelou o que aconteceu com a primeira matéria existente durante o primeiro microssegundo do Big Bang. Para isso, eles analisaram um tipo específico de plasma chamado quark-gluóns (QGP). Os resultados foram publicados na revista Physics Letters B.

“Essa era a única matéria que existia durante o primeiro microssegundo do Big Bang. Nossos resultados contam a história  de como se deu a evolução do plasma durante os estágios iniciais do universo”, explicou You Zhou, professor do Instituto Niels Bohr, da Universidade de Copenhague. “Primeiro, o plasma que consistia em quarks e glúons foi separado pela expansão quente do universo. Em seguida, os pedaços de quark se transformaram nas partículas conhecidas como hádrons. Um hádron com três quarks forma um próton, que faz parte dos núcleos atômicos. Esses núcleos são os blocos de construção que constituem a Terra, nós mesmos e o Universo que nos rodeia”, acrescenta.

Processo de pesquisa

O plasma quark-gluón estava presente no primeiro 0,000001 segundo do Big Bang, mas desapareceu por causa da expansão. Porém, os pesquisadores foram capazes de recriar essa  matéria usado o Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider), o maior acelerador de partículas e o de maior energia existente do mundo. Assim, foi possível rastrear o que aconteceu com ela.

“O colisor esmaga os íons do plasma com grande velocidade, quase como a velocidade da luz. Isso, então, nos torna capazes de ver como o QGP evoluiu para os núcleos dos átomos e blocos de construção da vida”, diz You Zhou.

Além disso, os cientistas também desenvolveram um algoritmo capaz de analisar a expansão coletiva das partículas produzidas. Os resultados mostram que o QGP costumava ser um fluido, em estado líquido. Ele se distingue de outras matérias por mudar constantemente sua forma ao longo do tempo. “Por muito tempo, os pesquisadores pensaram que o plasma era uma forma de gás. Mas nossa análise confirma a medição do marco mais recente, onde o colisor mostrou que o QGP era líquido e tinha uma textura macia e suave como água. Os novos detalhes mostram que o plasma mudou de forma ao longo do tempo. Isso é bastante surpreendente e diferente de qualquer outro assunto que conhecemos e que poderíamos esperar”, diz You Zhou.

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A descoberta permite que os cientistas avancem no entendimento sobre como se deu o Big Bang, e de que forma o Universo se desenvolveu no primeiro microssegundo. “Cada descoberta é um passo que aumenta nossas chances de descobrir a verdade. Levamos cerca de 20 anos para descobrir que o plasma quark-gluón era fluido antes que se transformasse nos hádrons e nos blocos construtores da vida. Portanto, nosso novo conhecimento sobre o comportamento em constante mudança do plasma é um grande avanço para nós “diz You Zhou.

[Scientific American Brasil]