Когда распад ложного вакуума уничтожит Вселенную

Вселенная

Самым невероятным концом света стало бы уничтожение мира в результате распада ложного вакуума. В этом случае не только люди, планета, Солнце и Млечный Путь, но и вся наблюдаемая Вселенная прекратили бы свое существование.

Таким будущим человечество не раз пугали ученые, в частности философ Ник Бостром, автор работы «Живете ли вы в компьютерной симуляции?». Насколько опасен истинный вакуум для жизни на Земле — в материале «Ленты.ру».

Вакуум в квантовой теории поля отвечает состоянию системы с минимально возможной энергией. Все физические процессы в таком мире происходят с энергиями, превышающими это принимаемое за нулевое значение. Между тем не исключено, что Вселенная или ее наблюдаемая часть находится в метастабильном, или ложном, вакууме. Это означает, что существует еще более выгодное энергетическое положение, в которое может эволюционировать Вселенная — истинный вакуум.

Количественное описание перехода системы из ложного вакуума в истинный впервые предложили в 1970-х годах советские физики. Почти в то же время эти вопросы привлекли внимание американских ученых. К настоящему времени разработан математический аппарат, позволяющий оценить вероятность туннелирования системы из первоначального, метастабильного состояния во второе, более устойчивое. Во многом он основан на статистической физике и квантовой теории поля, составляющими основу так называемого формализма космологических пузырей.

В таком подходе считается, что наблюдаемый мир существует в ложном вакууме. Это состояние, скорее всего, носит метастабильный характер — вся Вселенная или та ее часть, которую видит человек, может находиться в стабильном состоянии огромный по космологическим масштабам промежуток времени, который, однако, конечен. Внутри пузыря ложного вакуума может возникнуть пузырь истинного вакуума. Эволюция Вселенной в этом случае происходит за счет распада первоначального метастабильного состояния.

Пузырь истинного вакуума расширяется внутри пузыря ложного вакуума в соответствии со специальной теорией относительности, не быстрее скорости света, и уничтожает всю материю первоначального мира. Поэтому и говорят о возможной гибели наблюдаемой Вселенной. Однако количественный анализ распада ложного вакуума сопряжен с большой неопределенностью.

Главное, что необходимо сделать, — это оценить вероятность рождения пузыря новой космологической фазы. Есть два основных подхода, позволяющих максимально упростить задачу и получить явные выражения для вероятности перехода — приближения тонкой и толстой стенок. В качестве базового объекта выступает потенциал Хиггса (иначе — Гинзбурга-Ландау) Стандартной модели — современной концепции физики элементарных частиц. В нем присутствует поле Хиггса, ответственное за возникновение у частиц инертной массы.

Образованию пузыря истинного вакуума в пузыре ложного соответствует фазовый переход первого рода, когда система претерпевает скачкообразное, а не непрерывное, как в фазовом переходе второго рода, изменение. Главное в обоих приближениях — высота потенциального барьера, разделяющего ложный и истинный вакуум. Приближение тонкой стенки работает, когда различие между ложным и истинным минимумами потенциала намного меньше высоты барьера между ними.

Если толщина стенок намного меньше радиуса пузыря, основной вклад в вероятность его рождения вносит поверхностная, а не объемная энергия. Определение вероятности при этом сводится к вычислению показателя экспоненты. Приближение толстой стенки гораздо реже используется в физически интересных теориях. И понятно почему: в этом случае вероятность образования пузырьков новой фазы оказывается экспоненциально подавленной — ложный вакуум практически неотличим от истинного.

Вероятность туннелирования зависит от квантовых поправок в потенциал Хиггса, в частности от вклада тяжелых частиц. В настоящее время самой тяжелой элементарной частицей считается топ-кварк — его масса превышает 173 гигаэлектронвольт. Именно поэтому открытия новых тяжелых частиц так важны для космологических моделей — это может повлиять на прогнозы стабильности наблюдаемого мира.

Особая роль в распаде вакуума у гравитации — кривизны пространства-времени. В частности, микроскопические черные дыры, которые могут возникать при столкновениях частиц высоких энергий, в сотни раз повышают вероятность рождения в их окрестностях пузырей с истинным вакуумом. Динамика космологических пузырей еще сложнее, если внутри первоначальной Вселенной формируется несколько пузырей — расширяясь и сталкиваясь друг с другом, они создают новый мир с истинным вакуумом.

Сегодня неизвестно, в каком состоянии находится Вселенная. Если это истинный вакуум, то волноваться не о чем. Если ложный, то, скорее всего, тоже — размеры наблюдаемой Вселенной слишком велики, чтобы новый пузырь, расширяющийся со скоростью света, в сколь-нибудь разумное по меркам человека время заполнил весь мир. Однако есть исключение — если новая фаза каким-либо образом возникнет в непосредственной близости от человечества. Тогда Земля может погибнуть практически мгновенно.

Последние новости
В США усложнили процедуру выдачи грин-карт

В США усложнили процедуру выдачи грин-карт

Верховный суд разрешил администрации Трампа ограничить выдачу грин-карт.
Microsoft обновила «умершую» Windows 7

Microsoft обновила «умершую» Windows 7

Microsoft выпустила патч для Windows 7.
Вирус 2019-nCoV: как теперь из Китая идут посылки

Вирус 2019-nCoV: как теперь из Китая идут посылки

Посылки не отправляют из-за новогодних праздников.
Билл Гейтс спрогнозировал пандемию в Китае еще год назад — СМИ

Билл Гейтс спрогнозировал пандемию в Китае еще год назад -…

Билл Гейтс в конце 2018 года предсказал пандемию в Китае.
Милованов рассказал о льготных программах для инвесторов

Милованов рассказал о льготных программах для инвесторов

Правительство разработала четыре программы для привлечения инвесторов.
Количество жертв коронавируса в Китае превысило сто человек

Количество жертв коронавируса в Китае превысило сто человек

В Китае из-за коронавируса скончались 106 человек.
Глава Apple Тим Кук назвал «прорыв десятилетия» в технологиях

Глава Apple Тим Кук назвал «прорыв десятилетия» в технологиях

Apple придумал альтернативу смартфонам
Романенко предупредил об угрозе мировой экономике из-за эпидемии коронавируса

Романенко предупредил об угрозе мировой экономике из-за эпидемии коронавируса

Политолог объяснил, как ситуация с эпидемией коронавируса отразится на экономике ведущих стран мира
Билецкий назвал опасную ошибку Зеленского на Донбассе

Билецкий назвал опасную ошибку Зеленского на Донбассе

В этом году жертв с украинской стороны больше, чем даже за аналогический период прошлого года
ПФУ сообщил, какой размер пенсии у большинства украинцев

ПФУ сообщил, какой размер пенсии у большинства украинцев

Выяснилось, сколько получают от государства большинство граждан Украины
Питт и Энистон растрогали фанатов на премии SAG Awards

Питт и Энистон растрогали фанатов на премии SAG Awards

В сети отреагировали на фото, на которых актеры нежно обнимаются
Пушилину предсказали судьбу Захарченко, «Гиви» и «Моторолы» после ухода Суркова

Пушилину предсказали судьбу Захарченко, «Гиви» и «Моторолы» после ухода Суркова

Отставка Пушилина ожидалась в июне-сентябре 2019 года
Ученые сделали неожиданное открытие в Долине Маринеров на Марсе

Ученые сделали неожиданное открытие в Долине Маринеров на Марсе

Тысячи изображений, зафиксированных одной из трех камер HiRISE  предоставили ученым возможность  увидеть поверхность Марса в мельчайших деталях с разрешением 18 метров на пиксель
Монастырский прокомментировал возможную отставку Авакова

Монастырский прокомментировал возможную отставку Авакова

Монастырский допускает отставку Авакова
Тейлор объяснил Помпео важность Украины

Тейлор объяснил Помпео важность Украины

По его словам, пока Россия не выйдет из Украины, другие страны также не могут быть в безопасности
В «Слуге народа» поделились планами по сносу хрущевок

В «Слуге народа» поделились планами по сносу хрущевок

Площадь нового жилья не будет зависеть от количества человек, прописанных в хрущевке
Стало известно, как Тимошенко собралась ограничить зарплаты топ-чиновников

Стало известно, как Тимошенко собралась ограничить зарплаты топ-чиновников

В "Батькивщине" подготовили законопроект
Карин раскрыл план «Б» Путина на Донбассе

Карин раскрыл план «Б» Путина на Донбассе

Он отметил, что президент РФ осознал провал Кремля
Холодницкий объяснил, почему Микитася не выпустили из Украины

Холодницкий объяснил, почему Микитася не выпустили из Украины

В САП не поверили Микитасю и сняли с рейса в Великобританию
Кравчук предрек самостоятельное возвращение Донбасса в Украину

Кравчук предрек самостоятельное возвращение Донбасса в Украину

Он в очередной раз выступил за мирное решение конфликта
Украинцам рассказали, в каких регионах самые высокие зарплаты

Украинцам рассказали, в каких регионах самые высокие зарплаты

За последние пять лет реальная зарплата быстрее всего росла в Винницкой области
Названа причина смерти протоиерея Всеволода Чаплина

Названа причина смерти протоиерея Всеволода Чаплина

Он скончался 26 января
На Донбассе силы ООС взяли в плен диверсанта

На Донбассе силы ООС взяли в плен диверсанта

Украинские разведчики на Донбассе взяли в плен диверсанта "ДНР"
Доктор Комаровский озвучил реальные факты и мифы о коронавирусе

Доктор Комаровский озвучил реальные факты и мифы о коронавирусе

Комаровский выразил свое мнение, насколько опасен для Украины новый коронавирус
Монастырский рассказал о последствиях прослушки Гончарука

Монастырский рассказал о последствиях прослушки Гончарука

Глава комитета ВРУ заявил, что "пленки Гончарука" нанесли вред не только Кабмину, но и экономике страны
В Гонконге заявили о возможных десятках тысяч зараженных коронавирусом в Ухане

В Гонконге заявили о возможных десятках тысяч зараженных коронавирусом в…

Специалисты гонконгского университета оценили количество инфицированных коронавирусом в Ухане
Макогон рассказал, почему Россия заплатила за транзит вдвое больше

Макогон рассказал, почему Россия заплатила за транзит вдвое больше

Макогон объяснил, что РФ бронирует мощности украинской ГТС
Посольство обратилось к украинцам, которые находятся в Китае

Посольство обратилось к украинцам, которые находятся в Китае

Посольство Украины в Китае обнародовало экстренные телефоны
КСУ отказался рассматривать законы об амнистии боевиков и статусе Донбасса

КСУ отказался рассматривать законы об амнистии боевиков и статусе Донбасса

Украинский Конституционный суд не рассмотрел законы, предусматривающие предоставление Донбассу особого статуса
У Зеленского объяснили условия возможной отставки Авакова

У Зеленского объяснили условия возможной отставки Авакова

В партии «Слуга народа» назвали причину, из-за которой министр МВД может уйти в отставку
Читай также
Последние новости

В США усложнили процедуру выдачи грин-карт

Microsoft обновила «умершую» Windows 7

Вирус 2019-nCoV: как теперь из Китая идут посылки

Билл Гейтс спрогнозировал пандемию в Китае еще год…

Милованов рассказал о льготных программах для инвесторов

Количество жертв коронавируса в Китае превысило сто человек

Глава Apple Тим Кук назвал «прорыв десятилетия» в…

Романенко предупредил об угрозе мировой экономике из-за эпидемии…

Билецкий назвал опасную ошибку Зеленского на Донбассе

ПФУ сообщил, какой размер пенсии у большинства украинцев

Питт и Энистон растрогали фанатов на премии SAG Awards

Пушилину предсказали судьбу Захарченко, «Гиви» и «Моторолы» после…

Ученые сделали неожиданное открытие в Долине Маринеров на…

Монастырский прокомментировал возможную отставку Авакова

Тейлор объяснил Помпео важность Украины