Istnieje wiele spekulacji na temat końca wszechświata. W końcu ludzie kochają dobre zakończenie. Wiemy, że wszechświat zaczął się od Wielkiego Wybuchu i trwa już prawie 14 miliardów lat. Ale to, w jaki sposób zachodzi kurtyna kosmosu, nie jest jeszcze pewne. Istnieją oczywiście hipotetyczne scenariusze: wszechświat może nadal rozszerzać się i ochładzać, aż osiągnie zero absolutne, lub może zapaść się z powrotem na siebie w tak zwanym Wielkim Kryzysie. Jedną z alternatyw dla tych dwóch wiodących teorii jest „rozpad próżni” i jest on spektakularny – w pewnym sensie koniec wszystkiego.

Podczas gdy hipoteza śmierci cieplnej powoli się kończy, a Wielki Kryzys przewiduje odwrócenie ekspansji wszechświata w pewnym momencie w przyszłości, rozpad próżni wymaga, aby jeden punkt wszechświata nagle przekształcił się w coś innego. A to byłaby bardzo zła wiadomość.

Istnieje pole, które rozciąga się w całym wszechświecie, zwane polem Higgsa. Interakcja między tym polem a cząstkami jest tym, co nadaje cząsteczkom masę. Mówi się, że pole kwantowe znajduje się w stanie próżni, jeśli nie może utracić żadnej energii, ale nie wiemy, czy tak jest w przypadku pola Higgsa, więc możliwe jest, że w pewnym momencie w polu pojawi się fałszywa próżnia. Wyobraź sobie energię jak górę. Najniższą możliwą energią jest dolina, ale gdy pole staczało się po zboczach, mogło napotkać małą dolinę na zboczu tej góry i tam utknąć.

W zwykłej fizyce dolina to dolina. Więc stabilny punkt jest stabilny. Ale w mechanice kwantowej sprawy są nieco bardziej skomplikowane. Rzeczy mogą spontanicznie przejść do najniższego możliwego pola energetycznego. Gdyby tak się stało, zmieniłoby się tam pole Higgsa i rozprzestrzeniłoby się nowe, bardziej stabilne pole, zmieniając samą fizykę wszechświata i niszcząc wszystko, co na swojej drodze wykorzystuje to, które znamy.

„To może być możliwe, może nie, nie jesteśmy pewni. Ale sposobem na zrozumienie tego jest zrozumienie, jak zmieniało się pole Higgsa we wczesnym wszechświecie, ponieważ wiemy, że tak się działo” – powiedziała IFLScience dr Katie Mack, Katedra Kosmologii i Komunikacji Naukowej w Perimeter Institute, w artykule „How czy wszechświat się skończy?” odcinek naszego podcastu, Wielkie pytania (sezon 3 już wkrótce!).

„To kolejny przypadek, w którym próba zrozumienia początku potencjalnie powie nam coś o końcu”.

Eksperymenty fizyki cząstek elementarnych, takie jak te w Wielkim Zderzaczu Hadronów, dostarczają coraz więcej informacji o bozonie Higgsa, który jest cząstką związaną z polem Higgsa. Lepsze zrozumienie tej cząstki nie tylko pomaga fizyce cząstek elementarnych, ale także naszemu zrozumieniu Wielkiego Wybuchu i tego, jak wszechświat może się skończyć.

„Rozpad próżni jest tak fascynującą możliwością, ponieważ obejmuje coś, co dzieje się na poziomie kwantowym, fizykę subatomową” – mówi dr Mack, którego książka Koniec wszystkiego właśnie o to chodzi, powiedział IFLScience. „Zasadniczo ma miejsce tunelowanie kwantowe, cząstka w pewnym sensie przechodzi z jednego miejsca do drugiego, a kiedy to się dzieje, wyzwala kaskadę, która niszczy kosmos. Myślę, że to po prostu fascynująca możliwość, gdy coś tak małego, niejasnego i nieprzewidywalnego jak zdarzenie kwantowe może zniszczyć makroskopowe obiekty, galaktyki i wszechświat”.

Ekspansja tej bańki następowałaby prawie z prędkością światła, więc nie jest to coś, co można przewidzieć lub przygotować. Jeśli zanik próżni jest rzeczywiście właściwym scenariuszem, nie musisz się martwić, że może się nagle rozpocząć każdego dnia, powiedzmy w Zanesville w stanie Ohio. Kosmologowie uważają, że nie nastąpi to między 10¹⁰⁰ lat… i to bardzo, bardzo długo.