Бозонът на Хигс трябваше да унищожи Вселената
Всичко за днес
Война и военно-промишлен комплекс
Мултимедия
Смешно е, когато две на пръв поглед далечни теории се сговорят, за да унищожат вселената.
Това може да звучи малко пресилено, но ако разбирането ни за физиката отвъд наскоро открития бозон на Хигс (или по-конкретно полето на Хигс, вездесъщото поле, което придава маса на всичко съществуващо) е правилно, тогава нашата вселена не би трябвало да съществува. Тоест, това би било така, ако друга космологична теория се окаже вярна - хипотеза, която в момента се изучава интензивно в светлината на резултатите, получени с помощта на телескопа BICEP2.
Може би сте чували за спора около определен телескоп, разположен близо до Южния полюс. Телескопът BICEP2 е създаден с една цел: да открие специфични видове поляризирана светлина, излъчвана от космическото микровълново фоново лъчение (cmb). Накратко, операторите на телескоп BICEP2 обявиха (може би преждевременно), че са открили поляризация в режим B, което показва наличието на гравитационни вълни. И ако вградим тези вълни в космическото микровълново фоново лъчение, тогава една от ключовите хипотези за произхода на Вселената може да се окаже оправдана.
Тази хипотеза се нарича космологична инфлация и този модел помага на космолозите да обяснят много трудни въпроси за това как е създадена Вселената.
Въпреки това, според група британски космолози, разширяването или инфлацията всъщност създава сериозни проблеми за космическия двигател (Cosmicдвигател) — ако физическата теория зад наскоро открития бозон на Хигс е солидна, това означава, че краткият инфлационен период, последвал непосредствено Големия взрив преди около 14 милиарда години, трябваше да хвърли нашата вселена в хаос.
Всъщност ситуацията щеше да излезе толкова извън контрол в първите секунди от създаването на нашата вселена, че изобщо не трябваше да сме тук. След това Вселената ще се срине - неслучайно този процес се нарича "Големият срив" - и ще се превърне в нищо, дори преди материята да има шанс да се кондензира от първоначалното енергийно разстройство, възникнало в резултат на Големия взрив.
В проучване, представено днес (вторник) на Националната астрономическа конвенция на Кралското астрономическо дружество в Портсмут, Обединеното кралство, Малкълм Феърбейрн и Робърт Хоган от Кралския колеж в Лондон обсъдиха последиците от последните открития в ядрената физика и произхода на нашата Вселена. Техните заключения, очевидно, ще се възприемат с известен интерес.
Изследванията и данните, получени след откриването на бозона на Хигс през 2012 г. от физици, работещи в Големия адронен колайдер, доказват, че този бозон всъщност е бозон на Хигс, тоест субатомна частица, действаща като свързващ елемент в полето на Хигс. Полето на Хигс, както обикновено се смята, изпълва цялата известна вселена и придава на материята маса. След откриването им физиците са се запознали много добре с Хигс бозона и експерименталният анализ не само е потвърдил съществуването му, но учените са се запознали и с характеристиките на самия бозон (и по-широкосмисъл и с полето, което обменя).
Въпреки това, проблемът с полето на Хигс е, че при наличие на достатъчно енергия, то може да промени посоката на космическото разширение и да създаде Голямата криза.
Математическите данни, получени в случай на признаване на теорията на полето на Хигс, показват, че в момента Вселената е доста удобно разположена в "долината" на енергийното поле на Хигс. За да се излезе от тази долина и да се изкачи нагоре по съседната "планина" (както е показано на енергийната диаграма), ще е необходимо огромно количество енергия в самото поле. Но ако има достатъчно енергия, за да помогне на Вселената да преодолее тази планина и да се премести в още по-дълбока енергийна долина наблизо, Вселената просто - и катастрофално - ще се срине.
Тук идват резултатите от телескопа BICEP2. Ако представените наблюдения са реални и гравитационните вълни в космическия микровълнов фон доказват космологична инфлация, тогава полето на Хигс вече е под въздействието на твърде много енергия, която ще изтласка полето на Хигс над енергийната планина до скалата по пътя към следващата долина! За всяка потенциална вселена това е много лоша новина - новородената вселена е представена като Голям взрив, полето на Хигс ще бъде претоварено с енергиен инфлационен период и всичко, което съществува, ще изчезне в миг на око.
„Това е неприемлива прогноза на тази теория, защото ако се случи, тогава няма да има кой да обсъжда този въпрос“, каза Хоган.
Изключително интересно е да се запознаем с това как изследването на квантовия свят влияе върху космологичния мащаб и резултатътподобни проучвания могат да бъдат друг сериозен удар върху данните, открити с помощта на телескопа BICEP2. Но има още едно много интригуващо заключение, което може да се направи, ако наблюденията на BICEP2 се окажат верни и предоставят така необходимите доказателства за разширяване.
„Ако данните от BICEP2 са верни, тогава това ни казва, че трябва да има интересна нова физика на частиците отвъд стандартния модел“, добави Хоган.
Екзотичната или "нова" физика се проследява от физици на високи енергии в Големия адронен колайдер и други организации по света, за да помогнат да се обяснят някои от най-големите мистерии в науката. Например, физиците се опитват да разберат как гравитацията се вписва в Стандартния модел (тъй като в момента не успява да го направи), какво е тъмна материя и защо Вселената е повече материя, отколкото антиматерия. Може би има суперсиметрични частици с по-високи енергии, отколкото можем да наблюдаваме в момента, които се намесват по най-деликатен начин в делата на квантовия свят, който ни е известен.
Много области на изследване на "новата физика" са затворени от Стандартния модел, който продължава да бъде надеждна "книга с рецепти" за физиката на елементарните частици, но някои странни концепции дават надежда на физиците, че нашата вселена крие физика, която не сме в състояние да разберем напълно - все още.
Ако данните от телескопа BICEP2 са реални и теорията за бозона на Хигс продължава да се укрепва, тогава теоретиците може да имат допълнителни доказателства, че нещо друго -нещо екзотично - не позволява на космологичното разширение отново да унищожи Вселената до състояние на точка. Може би има друг механизъм, който противодейства на потенциала на полето на Хигс да унищожава светове?
Това все още е отворен въпрос засега, но е хубаво, че сме тук и задаваме големи въпроси като този, а това означава, че нещата все още не са наред.