جدید ترین عناوین خبری امروز
Registering new users is currently not allowed.
شما کدام سرنوشت را برای جهان می‌پسندید؟

فروپاشی خلاء: فاجعه نهایی

فیزیکدان‌ها هر روز با یک روش جدید برای نابودی جهان از راه می‌رسند. روش‌هایی مثل «شکاف بزرگ» (پاره شدگی فضا زمان) ، مرگ گرمایی (انبساط جهان تا مرز یک جهان تهی و کاملا سرد)، و خرد شدگی بزرگ (معکوس شدن انبساط کیهانی) وجود دارند. اما روش مرگ مورد علاقه من، «فروپاشی خلاء» است. این روش یک روش بسیار سریع، کاملا تمیز و مؤثر برای محو کردن جهان است.

برای درک فروپاشی خلاء، باید به میدان هیگز که تمام جهان را در بر گرفته توجه کنیم. میدان هیگز نیز مانند یک میدان الکتریکی یا مغناطیسی، با توجه به تغییرات پتانسیل آن، از نظر شدت متغیر است. فرض کنید پتانسیل مانند مسیری است که یک توپ روی آن می‌غلطد. هرچه در قله این مسیر باشد، توپ انرژی بیشتری دارد.

پتانسیل هیگز مشخص می‌کند که جهان در یکی از دو حالت کلی است: یک خلاء واقعی، یا یک خلاء کاذب. خلاء واقعی پایدار است و پایین‌ترین حالت انرژی را دارد درست مانند قرار گرفتن توپ در کف دره پتانسیل. اما خلاء کاذب شبیه به درست کردن لانه در یک سوراخ در دیواره دره است- یک ضربه کوچک می‌تواند به راحتی شما را سقوط دهد. اگر جهان در یک حالت خلاء کاذب قرار داشته باشد، «کم ثبات» است، چرا که بطور مؤثر در حال فروپاشی (غلطش) نیست، اما کاملا هم پایدار نیست.

دو مشکل اصلی برای زیستن در جهان کم ثبات وجود دارد. یکی این‌که اگر یک رویداد به اندازه کافی پر انرژی ایجاد کنید، از لحاظ نظری ، می‌توانید یک ناحیه از جهان را از خلاء کاذب به خلاء واقعی هل دهید، و حبابی از خلاء واقعی ایجاد کنید که با انبساط یافتن در تمام جهات با سرعت نور گسترش یابد. ایجاد چنین حبابی بسیار مرگبار است.

فروپاشی خلاء یک فاجعه نهایی زیستی است… در این فاجعه نه تنها حیات غیر ممکن خواهد شد، بلکه شیمی جهان نیز نابود خواهد شد…

مشکل دیگر آن‌که مکانیک کوانتومی می‌گوید یک ذره می‌تواند از یک سد پتانسیل تونل بزند و از ناحیه‌ای به ناحیه‌ی دیگر نشت کند، و این تونل‌زنی کوانتومی به حالت خلاء نیز کاربرد دارد. بنابراین جهانی که کاملا خوشحال در حالت خلاء کاذب قرار دارد، به واسطه افت‌وخیزهای کوانتومی تصادفی، بطور ناگهانی بخشی از خودش را در حالت خلاء واقعی خواهد یافت ، که موجب فاجعه خواهد شد.

امکان فروپاشی خلاء اخیرا بیشتر مطرح شده است چرا که اندازه‌گیری‌های جرم بوزون هیگز ظاهرا نشان می‌دهند که خلاء کم ثبات است. اما دلایل خوبی وجود دارد که ممکن است فیزیک جدیدی بیابیم که در این مسأله وارد شود و جهان را نجات دهد.

یک دلیل این‌که دوره تورمی فرضی در اوایل کیهان، یعنی زمانی که جهان به سرعت در کسری از ثانیه منبسط شد، احتمالا انرژی زیادِ مورد نیاز را برای هل دادن خلاء از لبه به سوی خلاء واقعی فراهم کرده است و جهان اکنون در خلاء واقعی قرار گرفته است. این واقعیت که اکنون ما همچنان وجود داریم نشان‌دهنده یکی از این سه چیز است. تورم در انرژی‌های بسیار پایینی رخ داده که ما را از لبه دور کرده است، تورم اصلا رخ نداده است، یا جهان پایدارتر از چیزی است که محاسبات ما نشان می‌دهند.

اگر جهان در واقع کم ثبات باشد، از نظر فنی، گذار از یک حالت به حالت دیگر از طریق فرآیندهای کوانتومی در هر زمانی ممکن است رخ دهد. اما احتمالا رخ نخواهد داد- طول عمر یک جهان کم ثبات طبق پیش‌بینی‌ها بسیار طولانی‌تر از عمر فعلی کیهان است. پس نیاز نیست نگران باشیم.

اما اگر خلاء فروپاشی نکند چه رخ خواهد داد؟

دیواره‌های حباب خلاء واقعی در هر راستایی با سرعت نور منبسط خواهند شد. دیواره‌ها می‌توانند حاوی مقادیر عظیم انرژی باشند، بنابراین شما احتمالا با عبور حباب از شما کاملا خواهید سوخت. حالت‌های خلاء مختلف می‌توانند ثوابت طبیعت متفاوت داشته باشند، بنابراین ساختار اساسی ماده ممکن است کاملا تغییر یابد. اما ممکن است حتی بدتر از این هم رخ دهد: در ۱۹۸۰، فیزیکدانان سیدنی کلمن و فرانک دو لوچیا برای اولین بار محاسبه کردند که هر حباب از خلاء واقعی به سرعت دچار رمبش گرانشی کامل خواهد شد.

این فیزیکدانان می‌گویند:

این ترسناک است. امکان این‌که ما در یک خلاء کاذب زندگی کنیم هرگز کسی را تشویق به اندیشیدن به آن نکرده است. فروپاشی خلاء فاجعه نهایی زیست‌محیطی است؛ پس از فروپاشی خلاء در یک حالت خلاء جدید ثوابت طبیعت نیز متفاوت خواهند شد؛ نه تنها حیات به شکلی که ما می‌شناسیم غیر ممکن خواهد بد، شیمی نیز دیگر به شکلی می‌شناسیم نخواهد بود.

اما ، همواره می‌توان یک آرامش رواقی از دل این احتمال بیرون کشید که شاید در طی زمانی که جهان به خلاء جدیدی وارد می‌شود، حیات نه به شکلی که می‌شناسیم، حداقل موجودات جدیدی که ظرفیت لذت دانستن را داشته باشند بوجود بیایند. این احتمال اکنون حذف شده است.

برای اینکه مطمئنا بدانیم درون یک حباب خلاء واقعی چه رخ می‌دهد، نیاز به نظریه‌ای داریم که چندجهانی بزرگ مقیاس را توصیف کند، و هنوز این را نمی‌دانیم. اما از سر خوش شانسی، احتمالا ما در امان هستیم. حداقل فعلا!

به اشتراک بگذارید

منبع: Cosmos Magazine

دیدگاه ها 0

دیدگاه بگذارید

avatar
  اشتراک  
مطلع شدن
رفتن به نوار ابزار