O echipă de cercetători a recreat prima reacție chimică care a avut loc după Big Bang. Cum arăta Universul

• După Big Bang, universul era o masă densă și fierbinte, plină de particule libere.
• Au trecut 380.000 de ani până la formarea atomilor neutri prin procesul de recombinare.
• După recombinare, a urmat „epoca întunecată”, fără stele sau surse de lumină.

O echipă de cercetători a recreat prima reacție chimică care a avut loc după Big Bang, în urmă cu peste 13 miliarde de ani. Ei au combinat atomi de hidrogen și heliu pentru a forma hidrid de heliu, o moleculă fundamentală pentru formarea primelor stele. Acest lucru aduce confirmări experimentale la simulările teoretice vechi de decenii privind începutul Universului.

Cum arăta Universul imediat după Big Bang?

La scurt timp după Big Bang, care a avut loc acum 13,8 miliarde de ani, universul era o întindere densă și clocotitoare de căldură extremă. În această etapă timpurie, aceste elemente erau complet ionizate, ceea ce înseamnă că electronii lor nu erau încă legați de nuclee. Au mai trecut 380.000 de ani până când universul s-a răcit suficient pentru ca atomii neutri să se poată forma. Procesul, cunoscut sub numele de recombinare, a permis electronilor să se atașeze de nuclee, creând atomi stabili și pregătind terenul pentru primele interacțiuni chimice.

După recombinare, universul a intrat în ceea ce oamenii de știință numesc „epoca întunecată a universului”. Electronii liberi erau acum legați de atomi, dar încă nu apăruseră stele sau alte surse de lumină. Aveau să treacă câteva sute de milioane de ani până când primele stele vor lumina cosmosul.

De ce au fost importante moleculele simple pentru formarea stelelor?

În această fază timpurie a universului, moleculele simple au fost esențiale pentru formarea primelor stele. Acest lucru se întâmplă prin coliziuni care excită atomii și moleculele, care apoi emit această energie sub formă de fotoni. Sub aproximativ 10.000 de grade Celsius, acest proces devine ineficient pentru atomii de hidrogen dominanți. O răcire ulterioară poate avea loc doar prin intermediul moleculelor care pot emite energie suplimentară prin rotație și vibrații.

Coliziunile cu atomii de hidrogen liberi au reprezentat o cale majoră de degradare pentru HeH⁺, formând un atom neutru de heliu și un ion H₂⁺. Acestea au reacționat ulterior cu un alt atom de hidrogen pentru a forma o moleculă neutră de H₂ și un proton, ducând la formarea hidrogenului molecular.

Cum a fost recreat acest Univers timpuriu în laborator?

Cercetătorii de la Max-Planck-Institut din Heidelberg au recreat cu succes această reacție în condiții similare cu cele din universul timpuriu, pentru prima dată. Este o etapa extrem de importanta privind confirmarea teoriilor privind crearea Universului.

Experimentul a fost efectuat la Inelul de Stocare Criogenică (CSR) de la Heidelberg – un instrument unic la nivel global pentru investigarea reacțiilor moleculare și atomice în condiții similare spațiului. Dacă știm acum ceva mai mult cum s-au format stelele, nu știm cum s-a produs „big bang-ul”.