Vedcom z novej simulácie padla sánka. Toto sa dialo vo vesmíre len pár nanosekúnd po Veľkom tresku
Po Veľkom tresku nevládla vo vesmíre hmota v podobe atómov či hviezd, ale extrémne horúca a hustá kvark-gluónová plazma. V tomto zvláštnom skupenstve existovali kvarky a gluóny, základné stavebné častice hmoty – ešte predtým, než sa z nich stali protóny a neutróny. Hoci trvala len zlomok sekundy, práve táto plazma formovala základy dnešného vesmíru.
Doteraz čelili vedci pri pokuse o opísanie jej správania vážnej prekážke: silná jadrová interakcia, ktorá drží kvarky pohromade, je mimoriadne zložitá a výpočtovo náročná. Na rozdiel od elektromagnetizmu či gravitácie ju nemožno spoľahlivo popísať bežnými matematickými nástrojmi. Navyše, výpočtové metódy ako napr. perturbatívna teória, tu zlyhávajú, pretože nevedia efektívne pracovať s veľkou väzbovou konštantou silnej sily, uvádza portál InterestingEngineering.
Kombinácia dvoch metód odhalila nový obraz ranej plazmy
Nový výskum publikovaný v žurnále Physical Review Letter by však mohol priniesť dlho očakávaný prelom. Vedci skombinovali dve doteraz samostatne používané metódy. Prvou je tzv. lattice QCD, ktorá modeluje fyziku častíc v diskrétnej štruktúre časopriestoru, a Monte Carlo simulácie, ktoré pomocou náhodného vzorkovania prepočítavajú náročné fyzikálne systémy.
Vedci si v tomto prístupe predstavili vesmír ako štvorrozmernú šachovnicu, na ktorej sa dajú presne vypočítať interakcie medzi časticami. Následne túto šachovnicu optimalizovali, aby boli výsledky čo najpresnejšie.
Vedci sa zamerali na model vesmíru, ktorý obsahuje tri typy prakticky bezhmotných kvarkov. V extrémnych teplotách, kde energia presahuje niekoľko GeV, sú hmotnosti kvarkov zanedbateľné. Výpočty pokrývali teploty od 3 do 165 GeV, čo znamená, že siahali až po hranicu elektroslabého prechodu, teda momentu, keď častice získali svoju hmotnosť.
Z týchto údajov vedci odvodili rovnicu pre entropickú hustotu plazmy, z ktorej potom určili tlak a energetickú hustotu pomocou štandardných termodynamických zákonov. Vďaka zjemneniu mriežky takmer na nulu sa im podarilo minimalizovať chyby a získať výsledky, ktoré lepšie odzrkadľujú skutočný vesmír, nie len jeho počítačovú simuláciu.
Čo nás kvarky naučili o vesmíre
Zistenia boli prekvapivé. Aj pri extrémne vysokých teplotách sa kvarky a gluóny nesprávali ako voľné častice. Silná jadrová sila si stále udržiavala kontrolu nad ich správaním, čo naznačuje, že táto sila formovala vesmír ešte skôr, než si fyzici doteraz mysleli.
Nové výpočty ponúkajú doteraz najpresnejší obraz o správaní kvark-gluónovej plazmy a pomáhajú vedcom upresniť modely vzniku hmoty aj vývoja základných síl. Aj keď metóda nie je dokonalá, kombinácia lattice QCD a Monte Carlo simulácií ukázala obrovský potenciál. Autori štúdie však dodávajú, že na zníženie neistôt a skúmanie iných scenárov bude v budúcnosti potrebné ešte viac výpočtového výkonu.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Let na hranicu vesmíru už nebude len pre miliardárov. Balóny od Space Perspective môžu byť revolúciou
NASA spúšťa revolučný experiment, ktorý by na Zemi nikdy nefungoval. Vybrali si najtichšie miesto neďaleko našej planéty
Pri Jupiteri podozrivo spomalil. Vedec chce preskúmať záhadný objekt, nevylučuje mimozemský pôvod
Švajčiarsky výskum prepisuje pravidlá urbanizmu. Revolučný materiál drasticky zníži hluk mesta
Vedci vytvorili roj živých švábov, ktoré fungujú ako drony. Technológia môže zmeniť vojnu aj špionáž
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Ukrajina uzavrela strategickú dohodu: Prvá transbalkánska dodávka plynu je realitou
„Nie sme závislí od grantov a práve to nám mnohí nevedia odpustiť.“ Šéf Film Europe vybudoval biznis mimo sveta Netflixu
Sajfa predal Toldo známemu hráčovi na trhu, slovenský trh pre tento biznis už nestačí
Na Slovensku sú len dve. Prešovská nemocnica zaviedla revolučnú liečbu zeleného zákalu
Trump vraj ponúkol Putinovi časť Ukrajiny, tvrdí rakúska ministerka. Rusko malo ponuku odmietnuť a pokračovať vo vojne
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Zmeny v STK zaskočili Slovákov. Vysoké pokuty hrozia aj tým, ktorí auto už nemajú (PREHĽAD)
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Rusko potichu testuje nebezpečnú zbraň. Robotické tanky idú na front a Západ má dôvod na obavy
- Spojenec Západu vylepšil HIMARS desivou zbraňou. Trafila cieľ 480 km ďaleko s extrémnou presnosťou
-
- Zmeny v STK zaskočili Slovákov. Vysoké pokuty hrozia aj tým, ktorí auto už nemajú (PREHĽAD)
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Vesmír možno práve odhalil svoj najväčší trik. Astronómovia hovoria o objave, ktorý mení učebnice
- Kolaps ľudskej spoločnosti príde nečakane skoro. Vedcov vystrašil počítač s realistickou predpoveďou
- Najprekliatejší film histórie? Tragédia, pri ktorej zomreli dve deti a hercovi odťalo hlavu, šokuje dodnes
-
- Slováci sa zamilovali. Tieto pneumatiky sú absolútnym hitom, vodiči rozmýšľajú logicky
- Prekvapivé zistenia vedcov: Obľúbený nápoj Slovákov obsahuje neviditeľnú hrozbu, o ktorej sme doteraz netušili
- Rusko vyľakalo celý Západ. Multifunkčnou superzbraňou chce dobyť prekvapivú časť sveta
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Európska únia opäť zaťala do živého. Chystá návrh, ktorý prinúti časť ľudí kupovať len elektromobily
Audi sa rúti dolu kopcom. Zisk sa prepadol o vyše 37 % a problémy nekončia
Slovensko čelí digitálnej invázii. Týždenne nás napadnú tisíce kyberútokov
Slovensko zažije krvavý Mesiac. Blíži sa veľké úplné zatmenie
Po 50 rokoch čakania to prišlo. Petržalka má konečne svoju električku
Európska raketa, ktorá bude strážiť Zem, vyletela do kozmu. Jej misia je kľúčová pre budúcnosť planéty
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP