O szczegółach tego ambitnego eksperymentu możemy przeczytać w publikacji zamieszczonej na łamach Nature. Celem autorów było symulowanie warunków panujących wkrótce po Wielkim Wybuchu, czyli jednym z pierwszych etapów istnienia wszechświata. W tym przypadku pomóc miał nowy model fizyczny zbudowany w laboratorium.
Czytaj też: Supernowa rozjaśniła niebo. Astronomowie zaobserwowali wybuch niewyobrażalnie szybko
W celu przeprowadzenia symulacji naukowcy stworzyli tzw. kondensat Bosego-Einsteina. Atomy schłodzili do temperatury o ułamek stopnia wyższej od zera absolutnego i poddali je działaniu laserów, co miało na celu spowolnienie atomów.
Przy założeniu, że to właśnie Wielki Wybuch dał początek rozszerzającemu się wszechświatowi, naukowcy postanowili stworzyć coś, co określili mianem “symulatora pola kwantowego”. Stosunkowo powszechnie przyjmuje się, iż początkowo wszechświat był bardzo zimny, a panujące wtedy temperatury bliskie zeru absolutnemu. Z tego względu laboratoryjny odpowiednik również musiał funkcjonować w podobny sposób, a w rolę analogu wcieliły się atomy potasu.
Jednym z kluczowych etapów istnienia wszechświata był Wielki Wybuch sprzed około 13,8 mld lat
To właśnie one zostały schłodzone i spowolnione, a następnie wprowadzone w odgórnie zaplanowany ruch za pośrednictwem specjalnego projektora. W efekcie superpłynne ekscytony zwane fononami rozchodziły się w dwóch kierunkach. Wpływając na prędkość propagacji, członkom zespołu udało się naśladować teoretyczną propagację fal tak, jak mogła przebiegać we wczesnym wszechświecie. Badacze zakładają, że to, co udało im się zasymulować, mogło przypominać fizykę rządzącą czasoprzestrzenią i powstawaniem cząstek tuż po Wielkim Wybuchu. Jednym z pierwszych aspektów zbadanych w tych okolicznościach było sprawdzenie, jak przebiegała ekspansja wczesnego wszechświata.
Wielki Wybuch miał miejsce około 13,8 mld lat temu, dając początek wszystkiemu, co nas otacza i w czym funkcjonujemy – włącznie z czasem. Nie jest oczywiście jasne, co było wcześniej. Jedna z hipotez bierze pod uwagę swego rodzaju pulsacje: wszechświat miałby się okresowo rozszerzać i kurczyć. W takim scenariuszu jego istnienie trwałoby znacznie dłużej. Trudniejsze stałoby się też przewidywanie dalszego przebiegu ekspansji.
Czytaj też: Tajemnice wszechświata ukrywają się w jądrach atomowych. Ci naukowcy są na ich tropie
Wśród obecnie stawianych pytań wymienia się między innymi te o tempo tego zjawiska oraz jego zmienność: czy wszechświat przez cały czas rozszerza się w stałym tempie? Czy w pewnym momencie może dojść do odwrócenia sytuacji i skurczenia się do stanu z momentu Wielkiego Wybuchu?