К сожалению, человечество никогда этого не заметит.
Звучит как сюжет из комикса или научно-фантастического фильма, теория, получившая поддержку, когда стало известно одно из величайших открытий в физике современности: открытие «Частица Бога», или бозон Хиггса, недостающая часть Стандартной модели физики элементарных частиц. В предисловии к своей книге Starmus Стивен Хокинг предупреждает, что поле бозона Хиггса может разрушиться, что приведет к цепной реакции, которая затянет с собой всю вселенную.
Физик-теоретик Джозеф Ликкен говорит, что, вероятно, потребуются миллиарды лет, прежде чем мы достигнем этой точки. Ликкен родом из Национальной ускорительной лаборатории Ферми в Батавии, штат Иллинойс. Хотя, если бы это случилось, вы бы этого не знали. В одно мгновение вы здесь, в следующее мгновение вас и все остальное поглощает огромный вакуумный пузырь, летящий со скоростью света во всех направлениях. Человечество никогда не увидит этого.
Питер Хиггс и его коллеги впервые предположили существование бозона Хиггса в 1964 году. Большой адронный коллайдер (БАК) в ЦЕРН в Женеве, Швейцария, наконец, открыл его в 2012 году. четыре основные силы природы становятся полными. Измеренное значение частицы составляет 126 миллиардов электрон-вольт. Это в 126 раз больше массы протона. Этого как раз достаточно, чтобы поддерживать состояние, балансирующее на грани стабильности.
Все во вселенной содержит определенное количество энергии. Тем не менее, все также придерживается принципа стабильности. Все вещества хотят стать стабильными. Для этого нужно содержать как можно меньше энергии. Когда что-то имеет высокий уровень энергии, оно нестабильно и движется, чтобы избавиться от избыточной энергии, чтобы достичь стабильности.
Часть Большого адронного коллайдера (БАК) в ЦЕРН, где был открыт бозон Хиггса.
Квантовые поля наделяют частицы различными свойствами. Они также хотят перейти в состояние с низкой энергией, называемое здесь состоянием вакуума. Поле Хиггса может быть исключением. Он придает частицам массу. Поле Хиггса не является вакуумом, оно содержит потенциальную энергию, от которой оно не может избавиться, что делает его ложным вакуумом и по своей природе нестабильным. Эта неустойчивость могла бы сработать, если бы поле могло поглощать больше энергии. В какой-то момент он больше не мог поглощать, балансировать на грани и положить конец всему существующему.
Поле Хиггса в данный момент поддерживает низкоэнергетическое состояние. Но некоторые считают, что он медленно переходит в состояние высокой энергии. Когда это произойдет, начнется так называемый «вакуумный распад». В книге Хокинга, как только поле Хиггса станет метастабильным, возникнет пузырь распада вакуума. Находясь в состоянии высокой энергии, он быстро перейдет к потреблению всего, что находится в состоянии низкой энергии, или всего остального вокруг него. Вакуумный пузырь движется, разрушая атомы, превращая все на своем пути в водород.
Проф. Lykken считает, что на это уйдут миллиарды лет. «Нет известного нам принципа, который поставил бы нас прямо на край», - сказал он. Физики Университета Южной Дании усилили теорию вакуумного распада в исследовании, опубликованном в журнале High Energy Physics. Однако они обнаружили, что распад вакуума может произойти в любой момент.
Тем не менее, могут быть внешние силы, связанные с полем Хиггса, которые влияют на него неизвестным образом. Например, темная материя, это загадочное вещество, которое может составлять до 27% Вселенной, может взаимодействовать с полем Хиггса. Однако недавно группа выдающихся физиков поставила под сомнение существование темной материи на самом деле. Другая теория, называемая «суперсимметрией», утверждает, что каждая частица имеет свою противоположность. Это помогает поддерживать стабильность Вселенной. Может ли бозон Хиггса иметь близнеца? Удержит ли эта частица его от вакуумного распада? Никто не уверен.
Представление поля Хиггса. Автор Gonis из es, CC BY-SA 3.0, Wikipedia Commons.
Считается, что когда в конце концов произойдет распад вакуума, останется перегретая, твердая и чрезвычайно плотная сфера. Некоторые астрофизики считают, что Вселенная незадолго до Большого взрыва могла выглядеть вот так. Считается, что поле Хиггса образовалось вскоре после Большого взрыва. Так что это может быть движущей силой, которая уничтожает вселенную и заставляет ее начинаться заново.
Это не единственная концепция, предсказывающая уничтожение всего и всего повсюду. Другая теория - теория большого сжатия. Это противоположность Большого Взрыва. С первым взорвался скопление сверхплотного материала, разбрасывая все во все стороны. С Большим Сжатием считается, что материал в конечном итоге перестает двигаться в какой-то момент и начинает двигаться в противоположном направлении, снова собираясь вместе.
Так что, даже если мы сможем покинуть планету и стать межгалактическим видом до того, как солнце поглотит Землю, сама Вселенная может рухнуть. Единственный способ обеспечить долголетие - это если мультивселенная действительно существует, и мы можем стать мультивселенским видом. Будь то Большое Сжатие Вакуумного Распада, интересно подумать, что, возможно, после этого плотного, горячего состояния он теоретически может снова взорваться, вызвав второй Большой Взрыв.
Если верно, сколько раз повторялся цикл? И повторяется ли история в точности, или рождается совершенно новая вселенная? Конечно, важно помнить, что все это относится к области теоретической физики. Пока вселенная может скрывать кладезь неизвестных частиц, которые могут полностью изменить эти предсказания и предположения.