Вакуумният разпад: Най-зрелищният край на света

Има много спекулации за края на Вселената – и повечето са от забавни нагоре. В крайна сметка хората обичат добрия край. Знаем, че Вселената е започнала с Големия взрив и продължава да съществува вече почти 14 милиарда години. Но все още не е сигурно как ще се приключи с всичко. Разбира се, съществуват много хипотетични (и реалистични) сценарии: Вселената може да продължи да се разширява и да се охлажда, докато достигне абсолютната 0, или да се срине обратно в себе си в така наречения Голям срив.

Но сред алтернативите на тези две водещи теории е „Вакуумният разпад“ – и той е впечатляващ.

Докато според хипотезата за топлинната смърт краят ще настъпи бавно, а според Големия срив в някакъв момент в бъдещето ще се наблюдава обрат в разширяването на Вселената, то Вакуумният разпад изисква едно място от Вселената внезапно да се превърне в друго – което би било много лоша новина, ето защо:

Питър Уеър Хигс, британски теоретичен физик и професор емеритус в Единбургския университет

Съществува поле, което се разпространява във Вселената, наречено поле на Хигс. Взаимодействието между полето на Хигс и частиците е това, което им придава маса. За едно квантово поле се казва, че се намира във вакуумно състояние, ако не може да губи енергия, но не знаем дали това е вярно за полето на Хигс, така че е възможно в някакъв момент в бъдещето то да се намира във фалшив (или привиден) вакуум – представете си енергията като планина: най-ниската възможна енергия, естествено, е долината отдолу; но докато полето се търкаля по склона на планината към най-ниската енергия, то може да е срещнало по-малка долина отстрани на склона и да е заседнало там.

В обикновената физика една долина си е долина; тоест, една стабилна точка си е стабилна. Но в квантовата механика нещата са малко („малко“) по-сложни. Защото нещата могат спонтанно да се преместят във възможно най-ниското енергийно поле. Ако това се случи, полето на Хигс ще се промени там и новото, по-стабилно поле ще се разпространи, променяйки самата физика на Вселената и унищожавайки по пътя си всичко, което се подчинява на досегашните физически закони.

„Това може да е възможно, може и да не е, не сме сигурни. Но начинът да разберем е да проучим как се е променило полето на Хигс в ранната Вселена, защото знаем, че се е променило.“ – казва д-р Кейти Мак, председател на катедрата по космология и комуникация на науката „Хокинг“ в института „Периметър“, пред медии.

„Така че това е още един случай, в който опитът да разберем началото потенциално ще ни каже нещо за края.“

Част от Големият адронен колайдер

Експериментите в областта на физиката на елементарните частици, като например тези в Големия адронен колайдер, разкриват все повече информация за Хигс бозона, който е частицата, свързана с полето на Хигс. По-доброто разбиране на тази частица помага не само на разнищването на физиката на елементарните частици, но и на разбирането ни за Големия взрив и за това как може да приключи Вселената.

„Вакуумното разпадане е толкова очарователна възможност, защото включва нещо, което се случва на квантово ниво, субатомната физика“, казва д-р Мак, чиято книга „Краят на всичко“ е посветена именно на това. „По принцип има квантово тунелно събитие – частица преминава от едно място на друго в някакъв смисъл – и когато то се случи, се задейства каскада, която унищожава космоса. Мисля, че това много интригуваща възможност, при която нещо, което е толкова миниатюрно и толкова неясно и толкова непредсказуемо като квантово събитие, може да унищожи макроскопични обекти, галактики и дори Вселената.“

Разширяването на този мехур би се случило почти със скоростта на светлината, така че не е нещо, което може да се предвиди или за което можем да се подготвим. Ако вакуумното разпадане наистина се окаже действителният край, не е нужно да се притеснявате, че то може да започне всеки момент внезапно, да речем, в Лондон или в родния ви град. Космолозите смятат, че то няма да се случи в следващите 10¹⁰⁰ години… а това е много, много дълъг период от време.