2021-12-11 21:07:14
راه احتمالی به پایان رسیدن دنیا: نه با یک انفجار، بلکه با فروپاشی خلاء کوانتومی حالت پایه جهان به حداقل واقعی خود.
بخش دوم :
سنجش ثبات کیهان دشوار است. بیش از 13 میلیارد سال از زمانی که اتفاق جالبی مانند انتقال فاز رخ داده است، میگذرد اما در دنیای میدانهای کوانتومی، هر چیزی ممکن است اتفاق بیفتد.
بهترین گزینه برای بررسی پایداری جهان از طریق جرم بوزون هیگز است. هیگز میدان بسیار جالبی است و وجود آن در کیهان چیزی است که نیروی الکترومغناطیسی را از نیروی ضعیف جدا میکند و آن شکاف را حفظ میکند. بدون بوزون هیگز، این نیروها دوباره با هم ادغام میشوند.
در فیزیک کوانتوم، هرچه جرم بیشتر باشد، ماده ناپایدارتر است. به عنوان مثال، ذرات عظیم به سرعت به ذرات سبکتر تجزیه میشوند. بنابراین اگر هیگز بسیار پرجرم باشد، ممکن است آنقدر که به نظر میرسد پایدار نباشد و ممکن است روزی به چیزی دیگر تبدیل شود. اما اگر هیگز به اندازه کافی سبک باشد، به احتمال زیاد برای همیشه میماند و دیگر چیزی برای گفتن در مورد آینده میدانهای کوانتومی جهان وجود ندارد.
اندازهگیریهای هیگز نشان داده است که جرم آن، جهان را بین رژیمهای ”کاملاً پایدار“ و ”کمی ناپایدار قرار میدهد. فیزیکدانان این حالت را "Metastable" مینامند؛ وضعیتی که در حال حاضر پایدار است اما اگر مشکلی پیش بیاید میتواند به سرعت بدتر شود.
فراپایداری ظاهری میدانهای کوانتومی جهان کمی ناراحتکننده است. اگرچه این به این معنی است که جهان میتواند میلیاردها و حتی تریلیونها سال بدون هیچ مشکلی باقی بماند، اما همچنین میتواند به این معنی باشد که جهان در حال تبدیل شدن است. تنها چیزی که لازم است، یک تکان کوچک در قسمتی تصادفی از جهان است؛ جایی که هیگز از هم میپاشد و میدانهای کوانتومی زیرین پیکربندی جدید و پایدارتری پیدا میکنند. به این نوع انتقال فاز، ”false vacuum decay“ میگویند و به این ایده اشاره میکند که خلاء جهان ما یک خلاء ”کاذب“ است و آنقدر که به نظر میرسد پایدار نیست و روزی به چیز جدیدی تبدیل خواهدشد.
زمانی که ما هرگونه اطلاعاتی مبنی بر اینکه انتقال فاز در راه است دریافت کنیم، یعنی فروپاشی نزدیک است.
و اما سوال مهم: آن سوی جهان جدید چه خواهد بود؟ گفتنش غیرممکن است. شاید یک دنیای کاملاً مشابه با دنیای کنونی باشد؛ دارای میدانهای کوانتومی جدید و مشابه میدانهای کوانتومی دنیای قبلی و کاملاً بدون مشکل. این فرضیه میتواند فقط یک تنظیم جزئی باشد، مانند تنظیم کمّی با ماهیت انرژی تاریک یا تنظیم جزئی با تودههای نوترینوها.
و یا میتواند کاملاً متفاوت باشد، با جهانی پر از نیروها، میدانها و ذرات کاملاً جدید که زندگی را کاملاً متفاوت با اکنون میکند.
شاید فقط باید منتظر این اتفاق احتمالی بمانیم. اتفاقی که ممکن است کلاً رخ ندهد!
گردآوری و ترجمه: فاطمه نویدی آذر
منبع: www.space.com
@Astro_TU
112 views18:07