V současné době se věří, že první hmotou ve vesmíru bylo kvark-gluonové plazma. Studie ukázala, že tato látka se v první mikrosekundě po velkém třesku chovala spíše jako kapalina než jako plyn.Asi před 13,8 miliardami let se náš vesmír podle současných teorií začal rozpínat z husté horké singularity a začal získávat formu a velikost, které můžeme vidět nyní. Ačkoli víme, že v důsledku této rychlé expanze byly vytvořeny částice, atomy, hvězdy, galaxie a život, podrobnosti těchto procesů zůstávají do značné míry neznámé.Nová studie vědců z University of Copenhagen ukazuje, k jakým fyzikálním procesům mohlo dojít během první mikrosekundy po začátku expanze vesmíru ze singularity. Astrofyzici se ve své práci zaměřili na kvark-gluonové plazma, tedy látku, která se skládá ze směsi kvarků, antikvarků a gluonů. Její struktura je podobná obyčejnému plazmatu, sestávajícímu z iontů a elektronů, ale má exotičtější vlastnosti a je tvořena při vyšších energiích.Kvark-gluonové plazma existovalo v prvních 0,00 0001 sekundách velkého třesku a poté v důsledku rozpínání vesmíru zaniklo a změnilo se v hadrony. S pomocí Velkého hadronového urychlovače (Large Hadron Collider) mohli vědci vytvořit model této první hmoty a vysledovat, co se s ní stalo. Kromě použití Velkého hadronového urychlovače autoři také vyvinuli algoritmus, který je schopen analyzovat kolektivní chování většího množství částic při jejich expanzi.Výsledky práce ukazují, že kvark-gluonové plazma mělo dříve podobné vlastnosti a strukturu jako kapalina a v průběhu času neustále měnilo tvar. Vědci dříve předpokládali, že se tato hmota chová spíše jako plyn, ale experimenty na Velkém hadronovém urychlovači a nový algoritmus umožnily pochopit, jak by tato první hmota mohla skutečně vypadat.Expanze vesmíruDříve jsme psali o tom, že astronomové analyzovali informace z katalogu výbuchů supernov a dospěli k závěru, že údaje získané pozorováním nejvíce odpovídají modelu vesmíru s proměnlivou rychlostí expanze. Rychlost rozšiřování vesmíru je jedním z klíčových parametrů kosmologie. Zvyšuje se přímo úměrně rostoucí vzdálenosti od Země, a to díky působení temné energie, jejíž původ je dosud záhadou. Koeficient, který spojuje vzdálenost k jakémukoliv extragalaktickému objektu s rychlostí jeho odstranění, se nazývá Hubbleova konstanta na počest amerického astronoma a kosmologa Edwina Hubbleho, zakladatele teorie expanze vesmíru.Astrofyzici tradičně vycházejí z předpokladu, že Hubbleova konstanta, která ve své fyzické podstatě představuje lokální zrychlení, se v žádném bodě vesmíru nezmění. Ale když vědci začnou srovnávat rychlost rozpínání vesmíru v různých obdobích jeho historie, pozorování jsou často v rozporu s teoretickými modely.Aby tento problém vyřešili, vědci z Japonska a Itálie pod vedením Marie Giovanny Dainottiové z Národní astronomické observatoře v Japonsku a Vyšší univerzity perspektivních výzkumů SOKENDAI proanalyzovali katalog 1048 supernov, které explodovaly v různých dobách v historii vesmíru, a vytvořili na základě těchto údajů digitální model.Aby to mohli správně popsat, museli autoři zavést novou časově závislou proměnnou, které se podle vědců lze vyhnout, pokud se Hubbleova konstanta může v čase měnit.Aby se vyloučila možnost zkreslení pozorování, vědci selektivně zkontrolovali výsledky pozorování pomocí přístroje Hyper Suprime-Cam nainstalovaného na teleskopu Subaru v Japonské národní astronomické observatoři, který se nachází v observatoři Mauna Kea na Havaji.Tato 900megapixelová kamera s extrémně širokým zorným polem je určena speciálně k pozorování slabých supernov na velké ploše. S její pomocí se autorům podařilo zvětšit vzorek pozorovaných supernov v raném vesmíru a snížit nejistotu v údajích.Autoři zatím nevědí, co řídí změnu rychlosti rozpínání vesmíru. Vědci předpokládají, že k vysvětlení bude nutné vytvořit novou nebo upravenou verzi fyziky, která funguje v kosmickém měřítku.