Наука и Техника

Наука И Техника
19 ноября 2015

Физики усомнились в возможном внезапном коллапсе метастабильной Вселенной

Возможно, вы уже слышали о таком: известная нам Вселенная может внезапно дестабилизироваться и свернуться в совершенно новый тип физической реальности. Силы, которые движут нашим миром, канут в бездну, а вслед за ними — частицы, реакции, массы и даже сам свет. Что-то новое займет их место, но для нас это уже не будет иметь никакого значения, потому что мы превратимся в нечто совершенно неописуемое. Это будет даже не звездный материал.

Теоретики заговора обожают эту идею, равно как и плясали от радости, когда в Интернете появились слухи о том, что бозон Хиггса может уничтожить Вселенную. Увы, но радоваться им придется недолго. Возможно, такой сценарий куда менее вероятен, чем думали физики ранее. Этот аргумент недавно появился в журнале Physical Review Letters, опубликованный по работе русского физика Андрея Пикельнера и его команды: вакуум может быть вполне стабильным, а не «метастабильным». Вселенная вокруг нас, ее силы и частицы в таком случае будут остывать вечно.

Вселенная — это вакуум, наполненный полем Хиггса. Вы можете разглядеть в нем некоторую энергию, которая тусуется повсюду, и когда частицы с ним взаимодействуют, они приобретают массу. У этой энергии есть значение или потенциал, но, возможно, она обладает не единственным возможным значением. Может существовать локальный минимум, или ложный вакуум, и какое-нибудь крупное событие может однажды случиться и выбить нас из этого локального минимума. Вселенная тогда установит новый минимум, либо другой локальный (метастабильный), либо истинный минимум (стабильный).

«Если Вселенная пребывает в минимуме (глубочайшем) потенциала, тогда ее будущее не особо тревожно, — говорит Александр Кузенко, физик Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. — Тем не менее возможно также, что текущий минимум «локален» и существует минимум глубже, или же у потенциала есть бездонная пропасть, отделенная от локального минимума определенным барьером. В таких случаях Вселенная однажды туннелирует в другое состояние, в котором жизнь будет невозможна. Конечно, возможность такого катастрофического события должна быть минимальной, поскольку Вселенная оставалась в своем настоящем состоянии свыше десятка миллиардов лет».

Открытие бозона Хиггса подтвердило, что основное энергетическое состояние Вселенной зависит от потенциала поля Хиггса. Как объясняет Кузенко, нам нужно рассчитать, находимся мы в истинном основном состоянии или просто остановились в точках, основанных на массах бозона Хиггса и верхнего кварка. Оценочная масса бозона Хиггса, порядка 125 ГэВ, означает, что все еще может быть.

Исследование Пикельнера позволило определить потенциал Хиггса, который на данный момент является точнейшим результатом анализа. Если текущее значение бозона Хиггса и других частиц Стандартной модели по большей части корректны, абсолютная стабильность возможна. Впрочем, даже если Вселенная метастабильна, ожидать большого конца в ближайшем будущем нам не придется.