Странные процессы изменят законы физики и Вселенная исчезнет: что выяснили ученые

Исследование опубликовано в журнале Nature Physics, пишет Popular Mechanics.

Вселенная может показаться хаотичным местом для обычного человека, ведь в ней существуют странные для понимания явления и объекты. Но физики говорят, что на самом деле Вселенная является довольно стабильной. Эта стабильность, называемая вакуумным состоянием, помогает создавать последовательные законы физики, которые ученые могут использовать для изучения окружающего нас мира. Хотя Вселенная кажется стабильной, физики считают, что одно из квантовых полей может балансировать на грани нового энергетического состояния, которое приведет к нестабильности. Эта нестабильность называется распадом ложного вакуума, и она может разрушить Вселенную, какой мы ее знаем. Даже законы физики изменятся.

Квантовые поля необходимы для понимания того, что может произойти со Вселенной, говорят физики. Они пронизывают всю Вселенную и отвечают за разнообразные взаимодействия. Чтобы находится в стабильном состоянии или состоянии истинного вакуума квантовые поля должны находиться в своих самых низких энергетических состояниях. Но особые свойства поля Хиггса, которое отвечает за придание массы всем частицам, заставили физиков выдвинуть теорию о том, что, хотя поле Хиггса выглядит стабильным, на самом деле оно может находиться временно в состоянии ложного вакуума, ожидая перехода в состояние с еще более низкой энергией.

Квантовые поля вынуждены достигать своих самых низких энергетических состояний любой ценой, и проблема с полем Хиггса заключается в том, что если оно действительно находится в состоянии ложного вакуума, то есть вероятность, что однажды оно сможет перейти в новое состояние истинного вакуума посредством квантового туннелирования. Это процесс, в котором частицы могут проходить через барьеры, для преодоления которых у них обычно недостаточно энергии. Это действие не только преобразит поле Хиггса, но и может привести к радикальной перестройке базовой физики Вселенной, считают ученые.

Масса электронов и кварков внезапно станет в триллионы раз больше, и большинство атомов за пределами водорода больше не будут существовать и распадутся. Ядерные реакции больше не будут работать, а потому звезды перестанут светить, а это значит, что Вселенная превратится в темное место. В конечном итоге изменения во Вселенной приведут к ее исчезновению, говорят физики.

Вся эта катастрофа может произойти в результате возникновения так называемых космологических пузырей. По сути, они представляют собой расширение истинного вакуума из одного участка космоса по всей Вселенной. Но поскольку эта теория не основана на реальных наблюдениях, физики точно не знают, как будут распространяться эти пузыри и каковы могут быть их свойства.

Тем не менее физики создали моделирование, которое показало, что космологические пузыри распространяются посредством сложных взаимодействий, в которых более крупные пузыри питаются более мелкими. Эта теоретическая работа показывает один из вариантов того, как может исчезнуть наша Вселенная.

В то же время физики говорят, что даже если поле Хиггса действительно находится в состоянии ложного вакуума, то люди скорее всего не увидят распад этого состояния. Как показало моделирование, время, необходимое для выхода из состояния ложного вакуума, примерно в миллиарды раз больше, чем текущий возраст Вселенной. Он оценивается в 13,8 млрд лет.

Как уже писал Фокус, физики выяснили, сколько на самом деле не весит одна из самых распространенных частиц во Вселенной, известная как нейтрино. Эти частицы проходят практические через любые объекты и пока вы это читаете, огромное количество нейтрино проходит через ваше тело.