Czy TAK skończy się świat? Naukowcy ostrzegają, że wszechświat ma „przycisk samozniszczenia”, który może ZNISZCZYĆ życie w mgnieniu oka
Opublikowano: | Zaktualizowano:
Od Wielkiego Kolizji po śmierć cieplną wszechświata wydaje się, że nauka ciągle odkrywa nowe sposoby, w jaki kosmos może dobiec końca.
Jednak fizycy przedstawili teraz najbardziej niszczycielski możliwy scenariusz końca świata.
Eksperci uważają, że wszechświat może mieć wbudowany „przycisk autodestrukcji” zwany fałszywym rozpadem próżni.
Gdyby kiedykolwiek doszło do takiego zdarzenia, każda planeta, gwiazda i galaktyka uległaby zniszczeniu, a życie, jakie znamy, stałoby się niemożliwe.
Podstawowym założeniem jest to, że nasz wszechświat nie znajduje się obecnie w stanie najbardziej stabilnym, co oznacza, że znajdujemy się w tym, co naukowcy nazywają „fałszywą próżnią”.
Jeśli jakakolwiek część wszechświata zostanie kiedykolwiek wepchnięta do stanu stabilnego, bańka „prawdziwej próżni” rozszerzy się przez wszechświat, niszcząc wszystko, czego dotknie.
Profesor Ian Moss, kosmolog z Uniwersytetu w Newcastle, powiedział portalowi MailOnline, że wszechświat przypomina „blat stołu, na którym leży wiele kostek domina”.
Profesor Moss twierdzi: „Potrafią utrzymać się w pozycji pionowej, dopóki jakieś drobne poruszenie nie spowoduje przewrócenia się jednego z nich, co spowoduje upadek wszystkich”.
Naukowcy twierdzą, że wszechświat ma „przycisk autodestrukcji” zwany fałszywym rozpadem próżni. Pomysł polega na tym, że kosmos nie jest w stanie najbardziej stabilnym, jeśli kiedykolwiek zostanie wepchnięty do tego stanu, ogromna sfera energii pochłonie wszystko, co istnieje (wizualizacja wygenerowana przez AI)
Wszystkie obiekty zawierają pewną ilość energii. Ilość tej energii nazywana jest „stanem energetycznym”.
Im niższy stan energetyczny, tym obiekt staje się bardziej stabilny.
Jeśli pomyślimy o bryłce węgla, to ma ona bardzo wysoki stan energetyczny, ponieważ zawiera dużo energii potencjalnej, co oznacza, że jest niestabilna i może się zapalić.
Po spaleniu węgla i uwolnieniu energii w postaci ciepła pozostały popiół ma bardzo niski stan energetyczny i staje się stabilny.
Wszystko we wszechświecie, od brył węgla po gwiazdy, dąży do osiągnięcia jak najbardziej stabilnego stanu i dlatego zawsze dąży do najniższego możliwego stanu energetycznego.
Najniższy stan energetyczny, w którym obiekt może osiągnąć stan „próżni”, ale czasami obiekty mogą zostać uwięzione w czymś, co nazywa się „fałszywą próżnią”.
Dr Louise Hamaide, adiunkt w Narodowym Instytucie Fizyki Jądrowej w Neapolu, powiedziała w wywiadzie dla MailOnline: „Dobrą analogią dla pola w pozornej próżni jest kulka w misce położonej na stołku”.
Profesor Ian Moss, kosmolog z Uniwersytetu w Newcastle, powiedział portalowi MailOnline, że wszechświat przypomina „blat stołu, na którym leży wiele kostek domina”. Na razie jest stabilny, ale w każdej chwili może się zawalić, jeśli zostanie popchnięty
„Kulka nie może opuścić miski, jeśli nie zostanie popchnięta odpowiednią energią; jeśli to nastąpi, spadnie na ziemię”.
Znajdowanie się na ziemi to stan, który nazwalibyśmy próżnią, podczas gdy miska to po prostu fałszywa próżnia, która zapobiega spadnięciu kulki na ziemię.
Niepokojące jest to, że ta koncepcja istnieje możliwość, iż podstawowa część struktury wszechświata może utknąć w jednej z takich fałszywych próżni.
Wystarczy lekki impuls, a struktura rzeczywistości runie na ziemię.
Idea fałszywej próżni staje się naprawdę przerażająca, gdy zastosujemy ją do naszego obecnego modelu rzeczywistości.
Wszechświat i wszystko, co się w nim znajduje, składa się z cząstek subatomowych, takich jak elektrony, fotony i kwarki.
Jednak według kwantowej teorii pola, wszystkie te cząstki są w rzeczywistości jedynie zaburzeniami pewnego pola.
Naukowcy twierdzą, że pole kwantowe, które tworzy bozon Higgsa, tajemniczą cząstkę, której odnalezienie umożliwił Wielki Zderzacz Hadronów (na zdjęciu), może znajdować się w „fałszywym stanie próżni”
Jedną z podstawowych koncepcji wszechświata jest to, że rzeczy przemieszczają się ze stanu wysokiej energii do bardziej stabilnego stanu „podstawowego” o niższej energii.
Ta podstawowa koncepcja sprawdza się nawet w dziwnym świecie mechaniki kwantowej, w którym cząstki próbują dotrzeć do swojego podłoża, zwanego stanem próżni.
Koncepcja ta przybiera jeszcze dziwniejszy obrót, gdy weźmiemy pod uwagę pole Higgsa – pole kwantowe, które nadaje cząsteczkom we wszechświecie masę.
Uważa się, że pole to znajduje się w stanie o najniższej energii, jednak jedna z teorii głosi, że może nie być ono tak stabilne, jak się wydaje.
Przy odpowiednim kopnięciu pole Higgsa mogłoby gwałtownie skierować się w stronę swojego prawdziwego niższego stanu energetycznego, wywołując reakcję łańcuchową, która rozprzestrzeniłaby się we wszystkich kierunkach.
Dr Alessandro Zenesini, naukowiec z Narodowego Instytutu Optyki we Włoszech, powiedział w wywiadzie dla MailOnline: „Podstawową ideą kwantowej teorii pola jest przedstawianie rzeczywistości wyłącznie za pomocą pól.
„Pomyśl o powierzchni wody. Kiedy jest płaska, jest pustym polem. Gdy tylko pojawi się fala, można ją postrzegać jako cząstkę, która może oddziaływać z inną falą”.
Podobnie jak wszystko inne, pola te mają stany energetyczne i chcą osiągnąć najniższy możliwy stan energetyczny, niczym zbiornik wodny, który staje się płaski i spokojny.
W ciągu pierwszych kilku sekund Wielkiego Wybuchu uwolniona została tak duża ilość energii, że wcisnęła wszystkie pola podstawowe do stanu próżni.
Jednak naukowcy uważają teraz, że jedno z pól mogło utknąć w trakcie transportu.
Niektórzy badacze uważają, że pole Higgsa, pole, które tworzy trudny do uchwycenia bozon Higgsa, jest uwięzione w fałszywym stanie próżni.
W praktyce oznacza to, że cały wszechświat można tak ustawić, aby w każdej chwili eksplodował.
Jeśli dane z Wielkiego Zderzacza Hadronów (na zdjęciu) są poprawne, pole Higgsa nie znajduje się w stanie najbardziej stabilnym. Oznacza to, że może nagle przejść do tego nowego stanu jak domino przewracające się
Jeżeli pole Higgsa zostanie kiedykolwiek wciśnięte do swojej prawdziwej próżni, powstała w ten sposób „przesunięcie fazowe” uwolni ogromną ilość energii.
Energia ta jest tak skoncentrowana, że wypycha pobliskie obszary pola z ich fałszywej próżni, obniżając ich poziom energii i uwalniając jeszcze więcej energii.
Powstała w ten sposób reakcja łańcuchowa rozprzestrzeniłaby się po całym wszechświecie niczym płomień zapałki wrzucony do jeziora benzyny.
Bańka prawdziwej próżni rozprzestrzeniłaby się w sferze od punktu początkowego, aż pochłonęłaby cały kosmos.
Na jej krańcu, pomiędzy prawdziwą i fałszywą próżnią, energia zbierałaby się w cienką ścianę o niewiarygodnej mocy.
Dr Hamaide twierdzi: „Energia kinetyczna tej ściany jest tak duża, że mimo iż bozon Higgs przenoszący tę energię jest bardzo ciężką cząstką, poruszałby się z prędkością światła.
„Więc nigdy nie zauważylibyśmy nadchodzącego muru, ponieważ światło nie mogłoby do nas dotrzeć, zanim mur by się pojawił”.
Zdaniem dr Hamaide, gdyby mur uderzył w Układ Słoneczny, miałby on tak wielką energię, że „natychmiast zniszczyłby każdą gwiazdę lub planetę na swojej drodze”.
Pole Higgsa wypełnia cały znany wszechświat, jeśli zostanie wypchnięte ze swojej „fałszywej próżni”, reakcja łańcuchowa rozprzestrzeni się na całe pole. Na zdjęciu: mapa DESI wszechświata
Rozszerzająca się bańka prawdziwej próżni Higgsa rozprzestrzeniłaby się jak fala, wypychając ścianę energii wystarczająco potężną, aby rozerwać gwiazdy (zdjęcie stockowe)
Jednak to, co pozostanie po pierwotnym zniszczeniu, jest być może jeszcze bardziej przerażające.
Interakcja między polami podstawowymi nadaje cząstkom ich właściwości i determinuje sposób, w jaki oddziałują na siebie.
To z kolei determinuje wszystko, począwszy od fizyki, która utrzymuje planety razem, aż po reakcje chemiczne zachodzące w naszych komórkach.
Gdyby pole Higgsa nagle osiągnęło nowy poziom energii, żadna ze znanych nam praw fizyki nie byłaby możliwa.
Dr Dejan Stojkovic, kosmolog z Uniwersytetu w Buffalo, powiedział w wywiadzie dla MailOnline: „W rezultacie elektrony, kwarki i neutrina uzyskałyby masy inne niż te, które mają obecnie”.
„Ponieważ struktury, które obserwujemy wokół nas, zbudowane są z atomów, których istnienie zależy od precyzyjnych wartości parametrów Modelu Standardowego, prawdopodobne jest, że wszystkie te struktury uległyby zniszczeniu, a być może powstałyby nowe”.
Naukowcy nie mają pojęcia, jak wyglądałby świat pozostały po rozpadzie fałszywej próżni.
Ale wiemy, że byłoby to zupełnie niezgodne z życiem, jakie znamy obecnie.
Jeśli pole Higgsa zmieni swój poziom energii, świat, który pozostanie, będzie miał zupełnie inne zasady fizyki niż te, które znamy teraz. To sprawi, że życie, jakie znamy, stanie się niemożliwe (wizerunek wygenerowany przez AI)
Aby wywołać rozpad fałszywej próżni, potrzebna byłaby niezwykle potężna siła, która pozwoliłaby upchnąć ogromną liczbę cząstek Higgsa w maleńkiej przestrzeni.
W obecnym wszechświecie powstanie miejsc o tak dużej energii mogłoby być niemożliwe, ale zła wiadomość jest taka, że wczesny wszechświat mógł być na tyle gwałtowny, aby to umożliwić.
Naukowcy uważają w szczególności, że gęste obszary materii mogły zostać rozbite na maleńkie czarne dziury w pierwszych kilku sekundach Wielkiego Wybuchu.
Są to niezwykle gęste punkty materii, nie większe od pojedynczego atomu wodoru, ale zawierające masę całej planety.
Niektórzy badacze uważają, że gdy czarne dziury te wyparowują pod wpływem promieniowania Hawkinga, mogą one wywołać fałszywy rozpad próżni.
Profesor Moss twierdzi: „Kondensacja to proces podobny do rozpadu próżni. Kondensacja pary wodnej w chmury jest wywoływana przez drobne ziarna pyłu lub kryształki lodu.
„Małe czarne dziury zapoczątkowują rozpad próżni w ten sam sposób”.
Naukowcy twierdzą, że niewielkie, pierwotne czarne dziury pozostałe po Wielkim Wybuchu mogą „zasiać” fałszywy rozpad próżniowy, podobnie jak ziarna pyłu zasiewają deszcz, który się skrapla
Być może jedną z najdziwniejszych konsekwencji fałszywego rozpadu próżni jest to, że mógł on już mieć miejsce gdzieś we wszechświecie.
Dr Hamaide mówi: „Przy pewnych bardzo konkretnych założeniach pokazaliśmy, że prawdopodobieństwo powstania takich baniek wynosi 100 procent”.
Według niektórych obliczeń, jedna pierwotna czarna dziura we wszechświecie wystarczyłaby, aby zapoczątkować proces samozniszczenia wszechświata.
Podobnie, ze względu na niewielkie fluktuacje na poziomie kwantowym, znane jako tunelowanie kwantowe, możliwe jest, że części wszechświata w dowolnym momencie przypadkowo przeskoczą do niższego stanu energetycznego.
To mogłoby oznaczać, że gdzieś w kosmosie istnieje już bańka prawdziwej próżni, która pędzi w naszą stronę z prędkością światła i niszczy wszystko, co napotka na swojej drodze.
Pocieszającą wiadomością jest to, że nawet gdyby prędkość światła była duża, dotarcie do nas prawdziwej bańki próżni mogłoby zająć miliardy lat.
Jeśli bańka zaczyna się dostatecznie daleko, rozszerzanie się wszechświata może sprawić, że nigdy do nas nie dotrze.
Niektórzy naukowcy uważają, że to już się wydarzyło i że Wielki Wybuch był w rzeczywistości tylko rozpadem z jednej fałszywej próżni do drugiej
Dr Hamaide i profesor Moss sugerują, że fakt, iż jeszcze nie umarliśmy, jest dowodem na to, że nie ma tam w ogóle żadnych pierwotnych czarnych dziur.
Nie wiemy również, jaki wpływ ciemna materia i ciemna energia mogą mieć na stan energetyczny Wszechświata.
Istnieje możliwość, że te tajemnicze substancje odwracają proces rozszerzania się baniek natychmiast po jego wystąpieniu, co pozwala zachować stabilność wszechświata.
Jednak dopóki bańka prawdziwej próżni nie rozbije naszej rzeczywistości, nie będzie sposobu, aby dowiedzieć się, kto ma rację.
Teorie i odkrycia tysięcy fizyków od lat 30. XX wieku pozwoliły na zgłębienie podstawowych zagadnień dotyczących struktury materii.
Wszystko we wszechświecie składa się z kilku podstawowych elementów, zwanych cząstkami fundamentalnymi, którymi rządzą cztery podstawowe siły.
Nasze najlepsze zrozumienie wzajemnych powiązań tych cząstek i trzech spośród oddziaływań jest zawarte w Modelu Standardowym fizyki cząstek elementarnych.
Cała materia wokół nas składa się z cząstek elementarnych, czyli podstawowych elementów materii.
Cząstki te występują w dwóch podstawowych typach zwanych kwarkami i leptonami. Każdy z nich składa się z sześciu cząstek, które są powiązane parami lub „pokoleniami”.
Cała stabilna materia we wszechświecie składa się z cząstek należących do pierwszej generacji. Wszelkie cięższe cząstki szybko rozpadają się do następnego, najbardziej stabilnego poziomu.
Istnieją również cztery podstawowe siły działające we wszechświecie: siła silna, siła słaba, siła elektromagnetyczna i siła grawitacyjna. Działają one w różnych zakresach i mają różną siłę.
Grawitacja jest najsłabsza, ale ma nieskończony zasięg.
Siła elektromagnetyczna również ma nieskończony zasięg, ale jest wielokrotnie silniejsza od grawitacji.
Oddziaływania słabe i silne działają jedynie w bardzo krótkim zasięgu i dominują jedynie na poziomie cząstek subatomowych.
Model Standardowy obejmuje oddziaływania elektromagnetyczne, silne i słabe oraz wszystkie ich cząstki nośne i dobrze wyjaśnia, jak siły te działają na wszystkie cząstki materii.
Jednakże najbardziej znana nam na co dzień siła, grawitacja, nie jest częścią Modelu Standardowego i dopasowanie jej do tych ram okazuje się trudnym wyzwaniem.
Daily Mail
