Porozumět tomu, co se stalo během několika prvních okamžiků po Velkém třesku, je obtížné kvůli nedostatku důkazů, které po události zůstaly. Astrofyzikům tak nezbývá nic jiného než se uchýlit k teoretickému popisu toho, co se mohlo stát. Tyto teorie je však potřeba otestovat a případně vyvrátit. Proto výzkumníci vyvíjejí nejrůznější modely, které teoreticky představují zkoumané podmínky. V tomto novém úsilí vědci použili nový přístup k sestavení fyzikálního modelu v laboratoři k simulaci podmínek těsně po velkém třesku.

Počínaje teorií, že velký třesk dal vzniknout rozpínajícímu se vesmíru, se výzkumníci snažili vytvořit to, co popisují jako „simulátor kvantového pole“. Protože většina teorií naznačuje, že raný vesmír byl velice chladný s teplotami okolo absolutní nuly (odpovídající –273,15 °C), výzkumníci vytvořili velmi chladné prostředí, které vyplnili atomy draslíku, čímž nasimulovali podobu raného vesmír.

Atomy byly zchlazeny na teplotu těsně nad absolutní nulou a zpomaleny pomocí laserů, což vedlo k vytvoření supratekutiny, tzv. Bose-Einsteinova kondenzátu. O supratekutině můžeme uvažovat jako o téměř ideální tekutině, která má téměř nulovou viskozitu. Vědci poté použili světlo ze speciálně navrženého projektoru za účelem nasměrování atomů do požadovaného uspořádání. Za těchto podmínek supratekutina excituje částice známé jako fonony, které se šíří ve dvou směrech.

Manipulací s rychlostí šíření byli vědci schopni napodobit teoretické šíření vln v raném vesmíru. Vědci se zároveň domnívají, že chování jejich supratekutiny by se mohlo řídit fyzikou podobnou té, která řídila časoprostor a produkci částic v okamžicích těsně po Velkém třesku.

Jeden z prvních experimentů provedených pomocí simulátoru zahrnoval napodobování expanze raného vesmíru. Vědci při něm zjistili, že atomy v supratekutině se pohybují ve vlnovém vzoru podobným způsobem, jaký předpovídá teorie.

Přestože se jedná jen o zjednodušené simulace, podobné fyzikální modely nám mohou pomoci porozumět tomu, co se ve velmi raném vesmíru před mnoha miliardami let mohlo odehrávat, představují tak klíčový nástroj pro studium této problematiky.

Originální publikace: Nature (impact factor 69,5)

Komentář Silke Weinfurtner v rubrice News & Views v časopise Nature

Zdroj: Phys.org

Zdroj titulního obrázku: Aldebaran S, Unsplash

Více z vesmíru na CZECHSIGHT:

Umělá inteligence dobývá svět vesmíru. Satelitní snímky s ní analyzuje i brněnský startup
Vyvinout a úspěšně otestovat algoritmus s umělou inteligencí (AI), který je schopen vybrat nejkvalitnější satelitní snímky přímo na družici se podařilo brněnskému startupu Zaitra. Česká republika si tak může připsat další historický úspěch na poli vesmírného průmyslu.
V meteoritech byly objeveny všechny báze lidské DNA
Meteority, které spadly na naší planetu v posledním století obsahují všechny z pěti bází nacházejících se v naší DNA a RNA. Objev nahrává teorii možného vzniku života z tělesa pocházejícího mimo Zemi.