Существует множество предположений о том, как прекратит свое существование наша Вселенная. В конце концов, люди любят хороший финал. Мы знаем, что Вселенная началась с Большого взрыва и продолжается уже почти 14 миллиардов лет. Но как наступит конец космоса, пока точно не известно.
Конечно, существуют гипотетические сценарии: Вселенная может продолжать расширяться и охлаждаться, пока не достигнет абсолютного нуля, или же она может схлопнуться сама на себя в результате так называемого Большого сжатия. Среди альтернатив этим двум ведущим теориям есть еще “распад ложного вакуума”, и он впечатляет – в своем роде самый абсолютный финал.
Если по гипотезе тепловой смерти конец наступает медленно, а по гипотезе Большого сжатия в какой-то момент в будущем произойдет обратное расширение Вселенной, то вакуумный распад требует, чтобы одна точка Вселенной внезапно превратилась во что-то другое. И это было бы очень плохой новостью.
Существует поле, распространяющееся по всей Вселенной, которое называется полем Хиггса. Взаимодействие между этим полем и частицами – это то, что придает частицам массу. Считается, что квантовое поле находится в состоянии вакуума, если оно не может терять энергию, но мы не знаем, верно ли это для поля Хиггса, поэтому возможно, что в какой-то момент в будущем поле окажется в ложном вакууме. Представьте себе энергию в виде горы. Самая низкая возможная энергия – это долина, но когда поле скатывалось по горе, оно могло встретить на своем пути небольшую долину на склоне этой горы и застрять там.
В обычной физике долина – это долина. Так что стабильная точка стабильна. Но в квантовой механике все немного сложнее. Вещи могут спонтанно перемещаться в поле с наименьшей возможной энергией. Если это произойдет, поле Хиггса там изменится, и новое, более стабильное поле распространится, изменив саму физику Вселенной и уничтожив на своем пути все привычное нам.
“Это может быть возможно, может и нет, мы не уверены. Но способ выяснить это – значит понять, как поле Хиггса менялось в ранней Вселенной, а мы знаем, что оно менялось”, – сказала доктор Кэти Мак, заведующая кафедрой космологии и научной коммуникации имени Хокинга в Институте Периметра. “Так что это еще один случай, когда попытка понять начало сможет рассказать нам что-то о конце”.
Эксперименты по физике частиц, такие как эксперименты на Большом адронном коллайдере, позволяют получать все больше информации о бозоне Хиггса, который является частицей, связанной с полем Хиггса. Лучшее понимание этой частицы поможет не только физике частиц, но и нашему пониманию Большого взрыва и того, как может закончиться Вселенная.
“Распад ложного вакуума – это очень захватывающая вероятность, потому что он связан с чем-то, что происходит на квантовом уровне, в субатомной физике”, – сказал доктор Мак, чья книга “Конец всего” как раз об этом. “По сути, происходит квантовое туннелирование, частица переходит из одного места в другое, и когда это происходит, запускается каскад, который разрушает космос. Это же удивительно, когда что-то такое крошечное, непонятное и непредсказуемое, как квантовое событие, может разрушить галактики и всю Вселенную”.
Расширение этого пузыря будет происходить почти со скоростью света, поэтому это не то, что можно заранее предсказать или к чему можно подготовиться. Но все же, если вакуумный распад – это действительно правильный сценарий, то не стоит беспокоиться о том, что он может начаться в любой момент. Космологи считают, что это произойдет не ранее чем через 10100 лет… а это очень, очень долгое время. Если они всё правильно рассчитали.
Читайте также: Стоит ли наша Вселенная на месте? Изучение ключевой теории Эйнштейна через космический “инь-ян