Неужели так наступит Конец света
|
|
От Большого взрыва до тепловой смерти Вселенной наука, похоже, постоянно находит новые способы, с помощью которых космос может прийти к концу. Но теперь физики раскрыли самый разрушительный из возможных сценариев конца света.
|
|
Эксперты полагают, что во Вселенной может быть встроена "кнопка самоуничтожения", называемая ложным вакуумным распадом.
|
|
Если бы это когда-нибудь произошло, каждая планета, звезда и галактика были бы уничтожены, и жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, стала бы невозможной.
|
|
Основная идея заключается в том, что наша Вселенная в настоящее время находится не в самом стабильном состоянии, а это означает, что мы находимся в том, что ученые называют "ложным вакуумом".
|
|
Если какая-либо часть Вселенной когда-либо придет в стабильное состояние, пузырь "истинного вакуума" будет расширяться по всей Вселенной, уничтожая все, к чему он прикасается.
|
|
Профессор Иэн Мосс, космолог из Университета Ньюкасла, рассказал MailOnline, что Вселенная похожа на "столешницу, на которой множество костяшек домино стоят бок о бок".
|
|
Профессор Мосс говорит: "Они могут оставаться в вертикальном положении до тех пор, пока какое-нибудь незначительное препятствие не опрокинет одну из них и не приведет к падению всех остальных".
|
|
|
|
Что такое ложный вакуум?
|
|
Все объекты содержат определенное количество энергии, и это количество называется их "энергетическим состоянием".
|
|
Чем ниже энергетическое состояние, тем стабильнее становится объект.
|
|
Если вы подумаете о куске угля, то увидите, что он обладает очень высокой энергетикой, поскольку содержит много потенциальной энергии, что означает, что он нестабилен и может загореться.
|
|
Как только уголь сгорает и энергия выделяется в виде тепла, оставшаяся зола приобретает очень низкую энергетику и становится стабильной.
|
|
Все во Вселенной, от кусков угля до звезд, стремится к своему наиболее стабильному состоянию и поэтому всегда стремится к максимально низкому энергетическому состоянию.
|
|
Мы называем самое низкое энергетическое состояние, в котором может находиться объект, состоянием "вакуума", но иногда объекты могут попасть в ловушку, называемую "ложным вакуумом".
|
|
Доктор Луис Хамайд, научный сотрудник Национального института ядерной физики в Неаполе, рассказал MailOnline: "Хорошей аналогией для поля в ложном вакууме является шарик в чаше, стоящей на табурете.
|
|
- Шарик не сможет покинуть чашу, если ему не придать силы в виде толчка, а если он это сделает, то упадет до самой земли.
|
|
Нахождение на земле - это то, что мы назвали бы вакуумом, в то время как чаша - это просто ложный вакуум, который препятствует падению шарика на землю.
|
|
Что вызывает беспокойство в этой идее, так это возможность того, что фундаментальная часть структуры Вселенной может застрять в одном из таких ложных вакуумов.
|
|
Все, что для этого нужно, - это небольшой толчок, и сама структура реальности рухнет до основания.
|
|
Кнопка самоуничтожения Вселенной
|
|
Идея ложного вакуума становится по-настоящему пугающей, когда мы применяем ее к нашей нынешней модели реальности.
|
|
Вселенная и все, что в ней есть, состоит из субатомных частиц, таких как электроны, фотоны и кварки.
|
|
Но, согласно квантовой теории поля, все эти частицы на самом деле являются просто возмущениями в основном поле.
|
|
Доктор Алессандро Дзенезини, ученый из Национального института оптики в Италии, сказал MailOnline: "Основная идея квантовой теории поля состоит в том, чтобы представлять реальность только с помощью полей.
|
|
"Представьте себе поверхность воды. Когда она плоская, это пустое поле. Как только появляется волна, ее можно рассматривать как частицу, которая может взаимодействовать с другой волной".
|
|
Как и у всего остального, у этих полей есть энергетические состояния, и они стремятся достичь своего минимально возможного энергетического состояния, подобно тому, как вода становится плоской и спокойной.
|
|
В первые несколько секунд после Большого взрыва было высвобождено так много энергии, что все фундаментальные поля опустились в состояние вакуума.
|
|
Но теперь ученые полагают, что одно из месторождений, возможно, застряло на этом пути.
|
|
Некоторые исследователи полагают, что поле Хиггса, которое создает неуловимый бозон Хиггса, находится в состоянии ложного вакуума.
|
|
По сути, это означает, что вся Вселенная может взорваться в любой момент.
|
|
Что произойдет, если произойдет коллапс ложного вакуума?
|
|
Если поле Хиггса когда-нибудь опустится до уровня истинного вакуума, то в результате "фазового сдвига" высвободится огромное количество энергии.
|
|
Эта энергия настолько концентрирована, что вытеснит близлежащие области поля из ложного вакуума, понизив их энергетический уровень и высвободив еще больше энергии.
|
|
Возникшая в результате цепная реакция распространилась бы по Вселенной подобно пламени от спички, брошенной в озеро с бензином.
|
|
Затем пузырь истинного вакуума распространился бы по сфере от начальной точки до тех пор, пока не поглотил бы весь космос.
|
|
На его краю, между истинным и ложным вакуумом, энергия собиралась в тонкую стену невероятной мощности.
|
|
Доктор Хамайд говорит: "Кинетическая энергия стены настолько высока, что, несмотря на то, что Хиггс, несущий эту энергию, является очень тяжелой частицей, он будет двигаться со скоростью света.
|
|
"Таким образом, мы бы никогда не увидели приближения стены, потому что свет не смог бы достичь нас раньше, чем стена".
|
|
Если бы стена врезалась в Солнечную систему, доктор Хамайд говорит, что в ней было бы столько энергии, что "она мгновенно уничтожила бы любую звезду или планету на своем пути".
|
|
Однако то, что останется после первоначального разрушения, возможно, еще более страшно.
|
|
Взаимодействие между фундаментальными полями - это то, что придает частицам их свойства и определяет, как они взаимодействуют.
|
|
Это, в свою очередь, определяет все - от физики, которая удерживает планеты вместе, до химических реакций, происходящих внутри наших клеток.
|
|
Если поле Хиггса внезапно выйдет на новый энергетический уровень, то никакая физика, с которой мы знакомы, будет невозможна.
|
|
Доктор Деян Стойкович, космолог из Университета в Буффало, рассказал MailOnline: "Как следствие, электроны, кварки и нейтрино приобретут массы, отличные от их нынешних значений.
|
|
"Поскольку структуры, которые мы наблюдаем вокруг себя, состоят из атомов, существование которых зависит от точных значений параметров в стандартной модели, вполне вероятно, что все эти структуры были бы разрушены и, возможно, образовались бы новые".
|
|
Ученые понятия не имеют, каким был бы мир, оставшийся после распада в ложном вакууме.
|
|
Но мы знаем, что это было бы абсолютно несовместимо с жизнью в том виде, в каком мы ее знаем сейчас.
|
|
Что могло бы спровоцировать конец света?
|
|
Чтобы вызвать ложный распад вакуума, вам потребовалось бы чрезвычайно мощное взаимодействие, чтобы собрать огромное количество частиц Хиггса в крошечном пространстве.
|
|
В нынешней вселенной места с таким количеством энергии могут быть даже невозможны, но плохая новость заключается в том, что ранняя вселенная, возможно, была достаточно бурной, чтобы это произошло.
|
|
В частности, ученые полагают, что плотные области материи могли распасться на крошечные первичные черные дыры в первые несколько секунд после Большого взрыва.
|
|
Это сверхплотные сгустки материи размером не более одного атома водорода, но обладающие массой целой планеты.
|
|
Поскольку эти черные дыры испаряются под действием излучения Хокинга, некоторые исследователи полагают, что они могут спровоцировать ложный распад вакуума.
|
|
Профессор Мосс говорит: "Конденсация - это процесс, аналогичный распаду вакуума, конденсация водяного пара в облака, вызванная крошечными крупинками пыли или кристаллами льда.
|
|
"Крошечные черные дыры вызывают распад вакуума таким же образом".
|
|
Неужели миру уже пришел конец?
|
|
Возможно, одним из самых странных следствий ложного распада вакуума является то, что он, возможно, уже начался где-то во Вселенной.
|
|
Доктор Хамайд говорит: "Исходя из некоторых очень конкретных предположений, мы показали, что вероятность появления таких пузырей составляет 100%".
|
|
Согласно некоторым расчетам, одной первичной черной дыры во Вселенной было бы достаточно, чтобы запустить процесс самоуничтожения Вселенной.
|
|
Аналогично, из-за небольших флуктуаций на квантовом уровне, известных как квантовое туннелирование, возможно, что части Вселенной в любой момент могут случайным образом перейти в состояние с более низкой энергией.
|
|
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 могут потребоваться миллиарды лет, чтобы пузырь настоящего вакуума достиг нас.
|
|
Если пузырь начинается достаточно далеко, расширение Вселенной может даже привести к тому, что он вообще никогда не достигнет нас.
|
|
Доктор Хамайд и профессор Мосс предполагают, что тот факт, что мы еще не умерли, свидетельствует о том, что никаких первичных черных дыр вообще не существует.
|
|
Мы также не знаем, какое влияние темная материя и темная энергия могут оказать на энергетическое состояние Вселенной.
|
|
Возможно, что эти таинственные вещества могут обращать вспять любое расширение пузырьков, как только оно происходит, чтобы сохранить стабильность Вселенной.
|
|
Однако до тех пор, пока пузырь настоящего вакуума не разорвет нашу реальность на части, возможно, не будет никакого способа узнать, кто прав.
|
|
Источник
|