«Кнопка самоуничтожения»: обрисован самый разрушительный из возможных сценариев конца света

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", пишет Daily Mail. 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". По словам профессора Мосса, они могут оставаться в вертикальном положении, если только какое-нибудь незначительное возмущение не опрокинет одну из них и не заставит упасть все остальные.

Итак, что же такое ложный вакуум? Все объекты содержат определенное количество энергии, и количество энергии, которое в них содержится, называется их "энергетическим состоянием", объясняет Daily Mail. 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", продолжает Daily Mail.

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 к нему не приложить немного энергии в виде толчка, а если он это сделает, то упадет до самой земли».

Нахождение на земле - это то, что мы бы назвали вакуумным состоянием, в то время как чаша - это всего лишь ложный вакуум, который препятствует падению мрамора на землю. Что вызывает беспокойство в этой идее, так это возможность того, что фундаментальная часть структуры Вселенной может застрять в одном из этих ложных вакуумов, отмечает Daily Mail. Все, что нужно, - это небольшой толчок, и сама структура реальности рухнет до основания.

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, рассказал 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 же 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, пишет Daily Mail. 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 частица Хиггса, обладающая этой энергией, является очень тяжелой, она будет двигаться со скоростью света. Таким образом, мы бы никогда не увидели приближение стены, потому что свет не смог бы достичь нас раньше, чем стена".

По словам доктора Хамайда, если эта стена упадет на Солнечную систему, в ней будет столько энергии, что "она мгновенно уничтожит любую звезду или планету на своем пути".

Однако то, что останется после первоначального разрушения, возможно, еще страшнее. 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, признает Daily Mail. 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, потребовалось бы чрезвычайно мощное взаимодействие, чтобы собрать огромное количество частиц Хиггса в крошечном пространстве. В нынешней вселенной места с таким количеством энергии, возможно, даже невозможны, но плохая новость заключается в том, что ранняя вселенная, возможно, была достаточно агрессивной, чтобы это сделать. 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 запускается мельчайшими частицами пыли или кристаллами льда. Крошечные черные дыры вызывают распад вакуума таким же образом".

Возможно, одним из самых странных следствий ложного распада вакуума является то, что он, возможно, уже начался где-то во Вселенной, подчеркивает Daily Mail.

Доктор Хамайд говорит: "Исходя из некоторых очень специфических предположений, мы показали, что вероятность появления таких пузырьков составляет 100 процентов".

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 истинного вакуума, который мчится к нам со скоростью света и уничтожает все, с чем сталкивается.

Утешительной новостью является то, что даже при скорости света настоящему вакуумному пузырю могут потребоваться миллиарды лет, чтобы достичь нас.

Если пузырь начнется достаточно далеко, расширение Вселенной может привести к тому, что он вообще не достигнет нас. Доктор Хамайд и профессор Мосс предполагают, что тот факт, что мы еще живы, 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. Вполне возможно, что эти таинственные вещества обращают вспять любое расширение пузыря, как только оно происходит, чтобы сохранить стабильность Вселенной. Однако, пока пузырь истинного вакуума не разорвет нашу реальность на части, возможно, не будет никакого способа узнать, кто прав.