Так ли закончится мир? У Вселенной есть «кнопка самоуничтожения», которая может СТЕРЕТЬ жизнь в одно мгновение, предупреждают ученые
Опубликовано: | Обновлено:
От Большого сжатия до тепловой смерти Вселенной — кажется, что наука постоянно находит новые способы, которыми космос может прийти к концу.
Однако теперь физики раскрыли самый разрушительный возможный сценарий конца света.
Эксперты полагают, что Вселенная может иметь встроенную «кнопку самоуничтожения», называемую распадом ложного вакуума.
Если бы это произошло, все планеты, звезды и галактики были бы уничтожены, и жизнь в том виде, в котором мы ее знаем, стала бы невозможной.
Основная идея заключается в том, что в настоящее время наша Вселенная не находится в самом стабильном состоянии, то есть мы находимся в том, что ученые называют «ложным вакуумом».
Если какая-либо часть Вселенной когда-либо будет возвращена в стабильное состояние, пузырь «истинного вакуума» расширится по всей Вселенной, уничтожая все, к чему он прикоснется.
Профессор Ян Мосс, космолог из Ньюкаслского университета, рассказал MailOnline, что Вселенная похожа на «стол со множеством костяшек домино, стоящих на своих сторонах».
Профессор Мосс говорит: «Они могут оставаться в вертикальном положении, если только какое-то незначительное потрясение не опрокинет одно из них и не заставит упасть все остальные».
Ученые говорят, что у вселенной есть «кнопка самоуничтожения», называемая ложным вакуумным распадом. Идея заключается в том, что космос не находится в самом стабильном состоянии, если его когда-либо подтолкнут к этому состоянию, огромная сфера энергии поглотит все сущее (впечатление, созданное ИИ)
Все объекты содержат определенное количество энергии, и это количество энергии называется «энергетическим состоянием».
Чем ниже энергетическое состояние, тем стабильнее становится объект.
Если представить себе кусок угля, то он имеет очень высокое энергетическое состояние, поскольку содержит много потенциальной энергии, а это значит, что он нестабилен и может загореться.
После того, как уголь сгорел и энергия выделилась в виде тепла, оставшаяся зола имеет очень низкое энергетическое состояние и становится стабильной.
Все во Вселенной, от кусков угля до звезд, стремится достичь максимально стабильного состояния и поэтому всегда стремится к состоянию с наименьшей возможной энергией.
Мы называем самое низкое энергетическое состояние, в котором может находиться объект, состоянием «вакуума», но иногда объекты могут попадать в состояние, называемое «ложным вакуумом».
Доктор Луиза Хамайде, научный сотрудник Национального института ядерной физики в Неаполе, рассказала изданию MailOnline: «Хорошей аналогией поля в ложном вакууме является шарик в миске на табурете».
Профессор Ян Мосс, космолог из Ньюкаслского университета, рассказал MailOnline, что Вселенная похожа на «стол со множеством домино, стоящих на своих сторонах». Сейчас она стабильна, но может рухнуть в любой момент, если ее толкнуть
«Мрамор не может покинуть чашу, если ему не придать энергию в виде толчка, а если это сделать, он упадет на землю».
Нахождение на земле — это то, что мы называем состоянием вакуума, тогда как чаша — это всего лишь ложный вакуум, который не дает шарику упасть на землю.
Тревожной эту идею делает возможность того, что фундаментальная часть структуры Вселенной может застрять в одном из этих ложных вакуумов.
Достаточно лишь небольшого толчка, и сама структура реальности рухнет на землю.
Идея ложного вакуума становится по-настоящему пугающей, когда мы применяем ее к нашей нынешней модели реальности.
Вселенная и все, что в ней, состоит из субатомных частиц, таких как электроны, фотоны и кварки.
Однако согласно квантовой теории поля, все эти частицы на самом деле являются лишь возмущениями в базовом поле.
Ученые утверждают, что квантовое поле, создающее бозон Хиггса, загадочную частицу, для поиска которой был построен Большой адронный коллайдер (на фото), может находиться в «ложном вакуумном состоянии».
Одна из фундаментальных концепций Вселенной заключается в том, что все движется из состояния высокой энергии в более стабильное «основное» состояние с более низкой энергией.
Эта фундаментальная концепция справедлива даже в странном мире квантовой механики, где частицы пытаются достичь своего основания, называемого их вакуумным состоянием.
Концепция приобретает странный оборот, когда речь заходит о поле Хиггса — квантовом поле, которое придает частицам во всей Вселенной массу.
Считается, что это поле находится в состоянии наименьшей энергии, но одна из теорий утверждает, что оно может быть не таким стабильным, как кажется.
При правильном ударе поле Хиггса может перейти в состояние с более низкой энергией, вызвав цепную реакцию, которая распространится во всех направлениях.
Доктор Алессандро Зенезини, ученый из Национального института оптики в Италии, рассказал изданию MailOnline: «Основная идея квантовой теории поля заключается в представлении реальности только с помощью полей.
«Представьте себе поверхность воды. Когда она плоская, это пустое поле. Как только у вас появляется волна, ее можно рассматривать как частицу, которая может взаимодействовать с другой волной».
Как и все остальное, эти поля имеют энергетические состояния и стремятся достичь своего самого низкого возможного энергетического состояния, подобно тому, как водоем становится плоским и спокойным.
В первые несколько секунд Большого взрыва высвободилось столько энергии, что она столкнула все фундаментальные поля в состояние вакуума.
Однако теперь ученые полагают, что одно из полей могло застрять по пути.
Некоторые исследователи полагают, что поле Хиггса, создающее неуловимый бозон Хиггса, застряло в состоянии ложного вакуума.
По сути, это означает, что вся вселенная может быть настроена так, чтобы взорваться в любой момент.
Если данные с Большого адронного коллайдера (на фото) верны, поле Хиггса не находится в самом стабильном состоянии. Это означает, что оно может внезапно перейти в это новое состояние, как костяшки домино, опрокидывающиеся
Если поле Хиггса когда-либо будет сведено к истинному вакууму, то в результате «сдвига фаз» высвободится огромное количество энергии.
Эта энергия настолько концентрирована, что она вытесняет близлежащие области поля из ложного вакуума, снижая их энергетический уровень и высвобождая еще больше энергии.
Возникшая в результате цепная реакция распространится по всей Вселенной, словно пламя спички, брошенной в озеро бензина.
Пузырь истинного вакуума затем будет распространяться в сфере от начальной точки до тех пор, пока не поглотит весь космос.
На его краю, между истинным и ложным вакуумом, энергия собиралась в тонкую стену невероятной мощности.
Доктор Хамаиде говорит: «Эта кинетическая энергия стенки настолько высока, что даже несмотря на то, что частица Хиггса, переносящая эту энергию, является очень тяжелой, она будет двигаться со скоростью света».
«Поэтому мы никогда не увидим приближение стены, потому что свет не успеет дойти до нас раньше, чем стена».
Доктор Хамайд утверждает, что если стена поразит Солнечную систему, она выделит столько энергии, что «она мгновенно уничтожит любую звезду или планету на своем пути».
Поле Хиггса заполняет всю известную вселенную, если его когда-либо вытолкнут из его «ложного вакуума», то результирующая цепная реакция распространится по всему полю. На фото: карта вселенной DESI
Расширяющийся пузырь настоящего вакуума Хиггса будет распространяться подобно волне, выталкивая стену энергии, достаточно мощную, чтобы разорвать звезды (изображение)
Однако то, что останется после первоначального разрушения, возможно, еще более ужасающе.
Взаимодействие между фундаментальными полями — это то, что придает частицам их свойства и определяет, как они взаимодействуют.
Это, в свою очередь, определяет все: от физики, удерживающей планеты вместе, до химических реакций, происходящих внутри наших клеток.
Если бы поле Хиггса внезапно перешло на новый уровень энергии, ни одна из известных нам физики не была бы возможна.
Доктор Деян Стойкович, космолог из Университета Буффало, рассказал MailOnline: «В результате электроны, кварки и нейтрино приобретут массы, отличные от их нынешних значений».
«Поскольку структуры, которые мы наблюдаем вокруг нас, состоят из атомов, существование которых зависит от точных значений параметров стандартной модели, вполне вероятно, что все эти структуры будут разрушены, а возможно, будут образованы новые».
Ученые не имеют ни малейшего представления о том, каким будет мир, оставшийся после распада ложного вакуума.
Но мы знаем, что это было бы абсолютно несовместимо с жизнью, какой мы ее знаем сейчас.
Если поле Хиггса изменит свой энергетический уровень, то оставшийся мир будет иметь совершенно иные законы физики, нежели те, которые мы знаем сейчас. Это сделает жизнь, какой мы ее знаем, невозможной (впечатление, созданное ИИ)
Чтобы вызвать распад ложного вакуума, понадобится чрезвычайно мощная сила, способная упаковать огромное количество частиц Хиггса в крошечное пространство.
В современной Вселенной, возможно, не существует мест с таким количеством энергии, но плохая новость в том, что ранняя Вселенная могла быть достаточно жестокой, чтобы это произошло.
В частности, ученые полагают, что плотные области материи могли быть сжаты в крошечные первичные черные дыры в первые несколько секунд Большого взрыва.
Это сверхплотные точки материи, не превышающие по размеру один атом водорода, но содержащие массу целой планеты.
Некоторые исследователи полагают, что, поскольку эти черные дыры испаряются посредством излучения Хокинга, они могут спровоцировать распад ложного вакуума.
Профессор Мосс говорит: «Конденсация — это процесс, аналогичный распаду вакуума: конденсация водяного пара в облака вызывается крошечными частицами пыли или кристаллами льда.
«Крошечные черные дыры вызывают распад вакуума таким же образом».
Ученые утверждают, что крошечные первичные черные дыры, оставшиеся после Большого взрыва, могли «сеять» ложный вакуумный распад, подобно тому, как пылинки сеют дождь, чтобы сконденсироваться.
Возможно, одним из самых странных следствий распада ложного вакуума является то, что он мог уже начаться где-то во Вселенной.
Доктор Хамайде говорит: «При некоторых весьма конкретных предположениях мы показали, что вероятность возникновения этих пузырей составляет 100 процентов».
По некоторым расчетам, одной первичной черной дыры во Вселенной было бы достаточно, чтобы запустить процесс самоуничтожения Вселенной.
Аналогичным образом, из-за небольших флуктуаций на квантовом уровне, известных как квантовое туннелирование, возможно, что части Вселенной могут случайным образом перейти в состояние с более низкой энергией в любой момент.
Это может означать, что где-то в космосе уже существует пузырь настоящего вакуума, который мчится к нам со скоростью света и уничтожает все, с чем сталкивается.
Утешительная новость заключается в том, что даже при скорости света настоящему вакуумному пузырю могут потребоваться миллиарды лет, чтобы достичь нас.
Если пузырь возникнет достаточно далеко, то расширение Вселенной может даже привести к тому, что он вообще никогда нас не достигнет.
Некоторые ученые полагают, что это уже произошло и что Большой взрыв на самом деле был просто распадом одного ложного вакуума на другой.
Доктор Хамайд и профессор Мосс предполагают, что тот факт, что мы еще не мертвы, является доказательством того, что изначально никаких первичных черных дыр не существует.
Мы также не знаем, какое влияние темная материя и темная энергия могут оказать на энергетическое состояние Вселенной.
Вполне возможно, что эти загадочные вещества обращают вспять любое расширение пузырьков, как только оно происходит, чтобы поддерживать стабильность Вселенной.
Однако до тех пор, пока пузырь настоящего вакуума не разорвет нашу реальность на части, узнать, кто прав, может и не быть.
Теории и открытия тысяч физиков, начиная с 1930-х годов, привели к замечательному пониманию фундаментальной структуры материи.
Установлено, что все во Вселенной состоит из нескольких основных строительных блоков, называемых фундаментальными частицами, которые управляются четырьмя фундаментальными силами.
Наше лучшее понимание того, как эти частицы и три силы связаны друг с другом, заключено в Стандартной модели физики элементарных частиц.
Вся материя вокруг нас состоит из элементарных частиц — строительных блоков материи.
Эти частицы встречаются в двух основных типах, называемых кварками и лептонами. Каждый состоит из шести частиц, которые связаны парами, или «поколениями».
Вся стабильная материя во вселенной состоит из частиц, которые принадлежат к первому поколению. Любые более тяжелые частицы быстро распадаются на следующий наиболее стабильный уровень.
Во вселенной также действуют четыре фундаментальные силы: сильное взаимодействие, слабое взаимодействие, электромагнитное взаимодействие и гравитационное взаимодействие. Они действуют в разных диапазонах и имеют разную силу.
Гравитация — самая слабая сила, но она имеет бесконечный диапазон.
Электромагнитная сила также имеет бесконечный радиус действия, но она во много раз сильнее гравитации.
Слабые и сильные взаимодействия эффективны только на очень коротком расстоянии и доминируют только на уровне субатомных частиц.
Стандартная модель включает электромагнитные, сильные и слабые взаимодействия и все их частицы-носители и хорошо объясняет, как эти силы действуют на все частицы материи.
Однако самая знакомая нам сила в повседневной жизни — гравитация — не является частью Стандартной модели, и вписать гравитацию в эту структуру оказалось непростой задачей.
Daily Mail
