Universul s-ar putea să mănânce singur din interior, dar nu vă faceți griji: fizicienii care studiază acest fenomen, numit „decadere în spațiu”, cred că este puțin probabil.
Ideea că în unele scenarii de dezvoltare universul va fi complet distrus de o bulă în expansiune de nimic nu a fost amintită din 1982, când fizicianul teoretic Witten a prezentat posibilitatea autocriticii universului în revista Nuclear Physics. El a scris: „O gaură se formează spontan în spațiu și se extinde rapid până la infinit, absorbind tot ce poate apărea pe parcurs”.
Având în vedere că o bulă de nimic nu a distrus universul nici cu 13 miliarde de ani înainte de publicarea articolului, fie cu 38 de ani mai târziu, ar fi rezonabil să nu se acorde atenție unor astfel de teorii. Însă trei fizicieni de la Universitatea Oviedo din Spania și Universitatea Uppsala din Suedia susțin că putem beneficia de ideea unei bule atotcuprinzătoare, care distruge universul.
Faptul că universul nostru este în mare parte vid este unul dintre motivele pentru care există într-o stare relativ stabilă. În teoria cuantică a câmpurilor, care leagă fizica cuantică și dinamica spațiului, vidul este înțeles ca starea de energie minimă posibilă.
Stările cuantice „încântate”, cu energii deasupra stării de vid, nu durează mult și au tendința de a se calma rapid până la stări energetice mai mici, prin emiterea de fotoni. În schimb, vidul nu are stări energetice inferioare cărora se poate continua să se descompună și, prin urmare, există într-o stare stabilă.
Întrucât cea mai mare parte a universului nostru este într-un vid, într-o stare de energie minimă, nu trebuie să ne facem griji cu privire la descompunerea spațiului. Cu toate acestea, în fizica teoretică, astfel de presupuneri nu au loc.
La începutul anilor ’70, mai mulți fizicieni ruși au explorat separat ideea că există ceva între un vid stabil și un non-vid instabil: o stare asemănătoare a vidului care pare a fi stabilă datorită perioadei sale de decădere foarte îndelungate. Acest „vid fals” ajută la eliminarea inconsistențelor din teoriile despre condițiile timpurii din univers.
Deși conceptul de vid fals a fost propus pentru a descrie doar tranziția pre-Big Bang, cercetările recente în câmpul Higgs (câmpul de forță cuantică detectat de acceleratorul de particule al CERN) sugerează că putem încă trăi într-un vid fals: ceea ce anterior a fost considerat stabil (energia cea mai scăzută) Starea Higgs poate să nu fie cea mai mică stare energetică.
Video promotional:
Posibilitatea ca stabilitatea universului nostru să fie o iluzie pe termen lung a ridicat întrebarea cum și din ce motiv ar putea să dispară un subțire vid subțire. Un răspuns este din cauza „bulei nimic”.
Un balon din nimic este un exemplu de „bulă spațiu-timp”, în care spațiul-timp are proprietăți diferite în interiorul și în afara bulei. Dacă o bulă de nimic nu se formează spontan în spațiul unui vid fals, atunci va crește și, în final, va absorbi întregul Univers.
Dar de ce nu s-a format încă nicio bulă? Răspunsul constă în teoria șirurilor, un candidat popular și de succes pentru titlul de „teorie a tot”, care descrie șiruri minuscule cu proprietăți de care lipsesc alte particule fundamentale. În special, șirurile au o stare oscilatoare care explică gravitația cuantică. Cu alte cuvinte, teoria combină fenomenele din fizica cuantică cu efectele câmpurilor gravitaționale. Acesta este motivul pentru care teoria coardelor este atât de populară.
Matematica teoriei șirurilor funcționează numai dacă există mai mult de patru dimensiuni: trei dimensiuni spațiale, o dimensiune temporală și apoi multe alte dimensiuni atât de mici încât nu pot fi detectate - sunt comprimate și ascunse și deduse pur matematic.
Conform acestei matematici, nu se va forma nimic de bule în spațiul 4D. Locul lor este doar în spațiul-timp multidimensional „inegal”.
Cu alte cuvinte, după cum notează teoreticianul de coarde ceh Lubos Motl, o bulă de nimic nu este periculoasă, pentru că, dacă s-ar întâmpla, trebuie să se fi întâmplat deja.
În acest fel, nu trebuie să ne facem griji pentru ca balonul să înghită toată spațiul. Dar dacă vă întrebați cum arăta universul înainte de Big Bang, atunci merită cu siguranță să studiați teoria bulelor nimic mai îndeaproape.
Kirill Panov
