Eksperymentalny dowód na najbardziej przerażający koniec wszechświata

Istnieje wiele alternatywnych teorii dotyczących końca wszechświata. Wydaje się, że ludzkość znajduje upodobanie w poszukiwaniu informacji na temat tego, kiedy nastąpi i jak on będzie wyglądał. Samych „końców świata” przeżyliśmy już kilka. Teraz jednak naukowców interesuje szersze zagadnienie. Otóż zastanawiają się, jak mógłby wyglądać koniec całego wszechświata.  

Jednym z proponowanych scenariuszy jest „fałszywy rozpad próżni”. Opiera się on na założeniu, że podstawowe pole wszechświata nie znajduje się w najniższym możliwym stanie, oznaczałoby to, że znany nam wszechświat rozrósł się w pozornie stabilnym regionie. Co to oznacza? Według artykułu opublikowanego w czasopiśmie „Nature Physics” podstawowe pole może osiągnąć bardziej stabilną wartość, co poskutkowałoby powstaniem bańki wymazującej całą rzeczywistość.

Mowa tutaj o polu Higgsa. Pter Higgs zakładał, że próżnia nie jest pusta, lecz wypełnia ją właśnie postulowane przez niego pole. Nasza wiedza na temat pola Higgsa w dalszym ciągu jest niezwykle ograniczona, jednak według przyjętej teorii, to właśnie pole nadaje masę wszystkiemu. Oddziaływanie z polem Higgsa nadaje cząstce masę niezależnie od kierunku ruchu czy położenia.

Według kwantowej teorii pola, w momencie, gdy niestabilny stan przekształca się w prawdziwy stan stabilny, następuje „rozpad fałszywej próżni”. Jednak w dalszym ciągu wiemy za mało na temat powstawania wymazujących rzeczywistość baniek.

Uważa się, że rozpad próżni odgrywał kluczową rolę w tworzeniu przestrzeni, czasu i materii podczas Wielkiego Wybuchu, ale jak dotąd nie przeprowadzono żadnych testów eksperymentalnych. W fizyce cząstek rozpad próżni bozonu Higgsa zmieniłby prawa fizyki, powodując coś, co zostało opisane jako „ostateczna katastrofa ekologiczna.

---

Grupa włoskich eksperymentatorów we współpracy z brytyjskimi teoretykami przedstawiła pierwszy eksperymentalny dowód zaniku próżni. Eksperyment został przeprowadzony w Trydencie przez naukowców z Uniwersytetu w Trydencie, z Włoskiego Narodowego Instytutu Optyki CNR-INO i TIFPA.

Aby prześledzić proces powstawania owych baniek, naukowcy wykorzystali przechłodzony gaz w temperaturze poniżej jednej milionowej stopnia powyżej zera absolutnego. Uzyskany w ten sposób stan naukowcy nazwali metastabilnym. Czyli nie jest to najbardziej stabilna konfiguracja, ale jednocześnie można go utrzymać przez nieokreślony czas.

W tej temperaturze bańki pojawiają się w miarę zaniku próżni. Eksperyment wykazał, że bąbelki te są wynikiem aktywnego termicznego rozpadu próżni. Efekty termiczne sprawiają, że bańka rozszerza się, wprowadzając system do najniższego stanu energetycznego, podobnego do prawdziwej próżni. 

Wykorzystanie mocy eksperymentów z ultrazimnymi atomami do symulacji analogów fizyki kwantowej w innych układach – w tym przypadku samego wczesnego wszechświata – jest obecnie bardzo ekscytującym obszarem badań.

---