Egy kutatócsoport reprodukálta az első kémiai reakciót, amely az ősrobbanás után ment végbe. Hogyan nézett ki az univerzum?

• Az ősrobbanás után az univerzum egy sűrű és forró massza volt, tele szabad részecskékkel.
• 380 000 év telt el a semleges atomok rekombinációval történő kialakulásáig.
• A rekombináció után következett a „sötét korszak”, csillagok és fényforrások nélkül.

Egy kutatócsoport reprodukálta az első kémiai reakciót, amely a Big Bang után több mint 13 milliárd évvel ezelőtt történt. Hidrogén- és héliumatomokat kombináltak hélium-hidrid létrehozása érdekében, amely egy olyan molekula, amely nélkül az első csillagok nem jöhettek volna létre. Ez a kísérleti egy olyan szimuláció, amely megerősíti az univerzum kezdetére vonatkozó feltételezéseket.

Hogyan nézett ki az univerzum közvetlenül az ősrobbanást követően?

Az ősrobbanás 13,8 milliárd évvel ezelőtt ment végbe. Ezután az univerzum a szélsőséges hőmérsékleten izzott és fortyogott. Ebben a korai szakaszban az elemekre az ionizáció volt jellemző, ami azt jelenti, hogy elektronjaik még nem kötődtek az atommagokhoz. 380 000 év telt el, amíg az univerzum kellően lehűlt ahhoz, hogy semleges atomok képződhessenek. A rekombinációnak nevezett folyamat lehetővé tette, hogy az elektronok a magokhoz kapcsolódjanak, stabil atomokat hozva létre, előkészítve a terepet az első kémiai reakciók számára.

A rekombináció után az univerzum abba a szakaszba lépett, amelyet a tudósok „az univerzum sötét korszakának” neveznek. A szabad elektronok most már atomokhoz kötődtek, de a csillagok és más fényforrások még nem jelentek meg. Néhány százmillió évnek kellett eltelnie, amíg az első csillagok bevilágították a kozmoszt.

Milyen szerepet játszottak az egyszerű molekulák a csillagok kialakulásában?

Az univerzum e korai szakaszában az egyszerű molekulák elengedhetetlenek voltak az első csillagok kialakulásához. A csillagok atomokat és molekulákat gerjesztő ütközések révén jöttek létre, amelyek aztán ezt az energiát fotonok formájában bocsátják ki.

A szabad hidrogénatomokkal való ütközések jelentős bomlási lehetőséget jelentettek a HeH⁺ számára, semleges héliumatomot és H₂⁺ iont képezve. Ezek később reagáltak egy másik hidrogénatommal, hogy semleges H₂ molekulát és egy protont képezzenek, ami a molekuláris hidrogén kialakulásához vezetett.

Hogyan reprodukálták az univerzum korai jellemzőit a laboratóriumban?

A heidelbergi Max Planck Intézet kutatóinak premierként sikerült reprodukálni ezt a reakciót a korai univerzum állapotához hasonló körülmények között. Ez egy rendkívül fontos lépés az univerzum keletkezésére vonatkozó elméletek megértésében.

A kísérletet a heidelbergi Kriogén Tárológyűrűnél (CSR) végezték el – amely egy globálisan egyedi eszköz a molekuláris és atomi reakciók űrbeli viszonyokhoz hasonló körülmények közötti vizsgálatára. Bár most már valamivel többet tudunk arról, hogyan alakultak ki a csillagok, azt nem tudjuk, hogyan történt az ősrobbanás.