Una reciente investigación realizada en el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague ha arrojado luz sobre los primeros instantes del universo, utilizando el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN para estudiar un misterioso plasma que, según los científicos, era la única materia existente antes del Big Bang.
El plasma de quark-gluones (QGP, según las siglas en inglés) presentaba una forma líquida fluida en los instantes iniciales del universo, pero se distingue de otros materiales cambiando constantemente de forma a lo largo del tiempo.
Este plasma estuvo presente en los primeros 0.000001 segundos del Big Bang, y luego desapareció debido a la expansión generada por la explosión primigenia que dio origen al universo.
Según una nota de prensa, el QGP era la única materia existente durante el primer microsegundo del Big Bang: posteriormente fue mutando y separándose hasta producir un protón, que es parte de los núcleos atómicos.
Dichos núcleos son los bloques constitutivos de todo lo existente en el cosmos: la Tierra, nosotros mismos y todos los objetos que componen el universo.
¿Cuáles eran las características del plasma de quark-gluones durante esos instantes iniciales del cosmos? De acuerdo a los científicos responsables del nuevo estudio, que fue publicado en la revista Physics Letters B, el plasma incluía en principio quarks y gluones, que son dos componentes básicos de la materia.
En ese momento, el universo era aún una especie de «sopa cuántica» en estado plasmático: es lo que se denomina «época quark».
Esta clase de composición es posible cuando la temperatura o la densidad son muy elevadas, tal como sucedió durante los primeros instantes del cosmos.
Los núcleos básicos de la materia y la vida
Posteriormente, el plasma de quarks y gluones se separó debido a la expansión caliente del universo y, en consecuencia, las piezas de quark se convirtieron en los denominados hadrones.
Precisamente, la combinación de un hadrón con tres quarks genera un protón, una partícula subatómica que, a su vez, es un elemento vital en los núcleos atómicos.
En ese momento se habrían originado todas las estructuras que podemos ver y reconocer, ya que los núcleos atómicos son los elementos básicos que componen toda la materia: galaxias, estrellas, cometas, asteroides, planetas y, por supuesto, nuestro propio cuerpo y el de todos los seres vivos que habitan la Tierra.
Los experimentos en el CERN en torno al plasma de quark-gluones datan de la década de 1980, cuando ya se había intentado recrearlo.
Ahora, al emplear el Gran Colisionador de Hadrones los especialistas pudieron apreciar su evolución, desde su estado inicial hasta la conformación de los núcleos de los átomos y los componentes básicos de la vida.
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Más cerca de la verdad
Los expertos comprobaron que aunque anteriormente se pensaba que este plasma era una forma de gas, los nuevos datos confirman que era fluido y disponía de una textura suave, casi como el agua.
Más allá de esto, los nuevos descubrimientos sorprendieron aún más a los científicos: es que como se indicó previamente el plasma de quark-gluones puede mutar de forma con el tiempo, algo muy diferente a lo esperado en principio por los especialistas.
De acuerdo a los investigadores, el nuevo conocimiento sobre el comportamiento siempre cambiante del plasma de quark-gluones puede originar nuevas líneas de estudio en torno a los aspectos aún desconocidos del Big Bang y, en definitiva, ayudarnos a comprender un poco más el profundo misterio relacionado con el origen del universo y de la vida.
Referencia
Measurements of mixed harmonic cumulants in Pb–Pb collisions at sNN=5.02 TeV. S. Acharya et al. Physics Letters B (2021).DOI:https://doi.org/10.1016/j.physletb.2021.136354
Foto de portada:
Recreación artística del Big Bang: hace alrededor de 14 mil millones de años, nuestro universo pasó de ser extremadamente caliente y denso a expandirse radicalmente. Esta rápida expansión dio origen a partículas, átomos, planetas, seres vivos y a toda la materia que conocemos. Crédito: Gerd Altmann en Pixabay.
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