Бозон Хиггса мог уже уничтожить Вселенную: физики выяснили, что ему помешало

Фото: wikipedia

Физики пришли к выводу, что модель ранней Вселенной, включающая первичные черные дыры, скорее всего неверна. Если бы эти объект существовали, то они спровоцировали нестабильность бозона Хиггса, что привело бы к уничтожению космоса. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Letters B, пишет The Times of India.

Поле Хиггса

Фундаментальная частица бозон Хиггса отвечает за имеющиеся у всех известных элементарных частиц массу и взаимодействия. Дело в том, что массы частиц являются следствием взаимодействия элементарных частиц с полем Хиггса. Неотъемлемой частью этого поля является бозон Хиггса. Поле Хиггса имеет идентичные свойства по всей Вселенной. Это означает, что физики наблюдают одни и те же массы и взаимодействия во всем космосе. Эта однородность позволила наблюдать и описать одну и ту же физику.

Считается, что поле Хиггса не находится в состоянии наименьшей возможной энергии. Это означает, что оно имеет потенциал перехода в состояние с меньшей энергией в определенной области. Если бы такой переход произошел, он имел глубокие последствия для законов физики.

Физики называют такое изменение фазовым переходом. В случае поля Хиггса фазовый переход привел бы к созданию низкоэнергетических пузырей пространства, каждый из которых имеет свой собственный уникальный набор физических законов. Внутри этих пузырей масса электронов, а также их взаимодействие с другими частицами внезапно бы изменилась. Это касается также протонов и нейтронов. Согласно квантовой механике, энергия поля Хиггса постоянно колеблется. Это колебание делает статистически возможным создание пузырей пространства.

Что помешало бозону Хиггса уничтожить Вселенную?

По словам физиков, при наличии внешних источников энергии, таких как сильные гравитационные поля или горячая плазма, поле Хиггса может заимствовать эту энергию для более легкого образования пузырей. Поэтому, хотя нет никаких оснований ожидать, что поле Хиггса сегодня образует многочисленные пузыри, большой вопрос заключается в том, могли ли экстремальные условия вскоре после Большого взрыва спровоцировать такое событие.

В то же время авторы исследования говорят, что, когда Вселенная была очень горячей, хотя энергия для образования пузырей была доступна, тепловые эффекты также стабилизировали поле Хиггса, изменяя его квантовые свойства. Следовательно, это тепло не могло вызвать конец Вселенной, поэтому, вероятно она все еще существует.

Первичные черные дыры

В то же время, некоторые ученые считают, что в самой ранней Вселенной возникли такие объекты, как первичные черные дыры в результате сжатия под действием гравитации чрезмерно плотных областей пространства-времени. В отличие от обычных черных дыр, эти дыры были крошечными и очень легкими, могли весть до одного грамма.

Известный физик Стивен Хокинг предсказал, что черные дыры медленно испаряются и исчезают. В то же время Хокинг предполагал, что черные дыры ведут себя как источники тепла, с температурой, обратно пропорциональной их массе. Это означает, что легкие черные дыры намного горячее и испаряются быстрее, чем массивные. Если бы первичные черные дыры образовались в ранней Вселенной, как предполагают многие модели, они бы уже испарились, считают авторы исследования.

Испаряющиеся первичные черные дыры вызывают локальный нагрев во Вселенной. Эти черные дыры будут существовать в горячих точках, которые могут иметь значительно более высокую температуру по сравнению с окружающей Вселенной, но все же ниже характерной температуры Хокинга, связанной с черными дырами.

Авторы исследования с помощью моделирования показали, что наличие этих горячих точек будет постоянно заставлять поле Хиггса создавать пузыри в пространстве. Но учитывая, что Вселенная все еще существует, это значит, что первичные черные дыры скорее всего не существовали, считают физики.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform