Эксперт КФУ: Предсказанный Хокингом конец Вселенной не зависит от опытов с бозоном Хиггса

С предупреждением о крайней опасности для всей Вселенной дальнейших высокоэнергетических опытов с бозоном Хиггса выступил известный британский физик-теоретик Стивен Хокинг.

По его мнению, бозон способен вызвать исчезновение двух фундаментальных основ мироздания - привычных для человека времени и пространства. За доказательством или опровержением  этого положения мы обратились к заведующему кафедрой теории относительности и гравитации Института физики КФУ Сергею Сушкову.

Сергей Владимирович напомнил, что данное положение Хокинга содержится в предисловии, которое британский ученый написал для своей новой книги "Starmus".

Дословно Хокинг написал вот что: “The Higgs potential has the worrisome feature that it might become metastable at energies above 100bn gigaelectronvolts (GeV). This could mean that the universe could undergo catastrophic vacuum decay, with a bubble of the true vacuum expanding at the speed of light. This could happen at any time and we wouldn't see it coming.” То есть "Потенциал Хиггса имеет неприятную особенность: он может быть нестабильным при энергиях выше 100 млрд гигаэлектронвольт. Это может означать, что во Вселенной может произойти катастрофа — распад вакуума, при котором образуется пузырь нового вакуума (не похожего на наш вакуум), расширяющегося со скоростью света".

 - Утверждение Хокинга, - говорит доктор физико-математических наук, - говорит о том, что, если во Вселенной возможно получить энергию более ста миллиардов  гигаэлектронвольт, то вполне вероятно появление нестабильного бозона Хиггса, который станет своеобразным туннелем между "ложным" и "истинным" вакуумом.

Ученый объяснил понятия "истинного" и "ложного" вакуума.

- Мы живем во Вселенной, которая образовалась в ходе остывания. При  этом происходили разные фазовые переходы, связанные с изменением симметрии системы. Кстати, именно на это и опирается знаменитая Стандартная модель, которая описывает мир элементарных частиц. В результате,  во Вселенной может существовать два вида вакуума - "ложный" и "истинный".

В каких-то областях остался один вакуум - поле осталось в таком виде – это "ложный" вакуум (Vacuum A). А в других областях - истинный вакуум (Vacuum В).  На самом деле состояние "ложного" вакуума неустойчиво, оно квазистабильно.

Сергей Владимирович объяснил, что единственное отличие этих двух вакуумов только в энергии.

- У ложного она отлична от нуля, у истинного равна нулю. И при условии, что  есть вакуум с чуть меньшей энергией, "ложный" вакуум перейдет в него, чтобы занять более выгодное энергетическое положение. Таким образом, потенциал Хиггса имеет неприятную особенность - он будет нестабилен при энергиях выше 100 млрд гигаэлектронвольт. Это может означать, что, в принципе, во Вселенной может произойти катастрофа.

В классической механике частица может вечно покоиться в менее глубоком минимуме (слева); в квантовой механике через какое-то время произойдет туннелирование частицы в более глубокий минимум (справа)

По современным представлениям хиггсовские поля, которые диктуют динамику расширения Вселенной и так далее, находятся в квазистабильном состоянии.  Согласно подсчетам Хокинга, чтобы вывести их из этого состояния необходимо получить энергию в 100 миллиардов гигаэлектровольт.  Возможно ли ее получить на Земле, задается вопросом казанский ученый.

-  Катастрофа может произойти лишь в случае, если полученная энергия будет  максимально приближена к озвученной Хокингом цифре. На сегодня энергии, которые создаются на Земле, а именно - в большом адронном коллайдере,  не достигают указанных Хокингом цифр. Так, энергия, полученная на сегодня в БАК, равняется 8 ТэВ. То есть 8 ТэВ = 8*10^(12), что равняется 8000 гигаэлектронвольт. Как видите, до названных Хокингом цифр нам очень далеко. Со временем в ускорителе предполагается сталкивать протоны с суммарной энергией 14 ТэВ (то есть 14 тераэлектронвольт или 14*10^(12) электронвольт), но и они не дотянут до 10^(11) ГэВ.

Однако, предполагает ученый, энергии большие, чем в Большом адронном коллайдере, наверняка присутствуют вне галактики.

- Предположение Хокинга заставляет ученых задуматься о существовании внегалактических источников большой энергии. Такими источниками вполне могут стать гамма-всплески  (масштабный космический выброс энергии взрывного характера, наблюдаемый в отдалённых галактиках в самой жёсткой части электромагнитного спектра). Гамма-всплески — наиболее яркие электромагнитные события, происходящие во Вселенной. Их продолжительность составляет несколько секунд, но может длиться и до часа и создает энергию порядка 10^(51) Эрг. Это огромные цифры и сверхвысокие энергии. И астрономам требуется уделить особое внимание анализу их возможностей.

Сергей Владимирович объяснил и причину появления этой темы в СМИ.

- Стивен Хокинг  - известный физик с трудной судьбой, жизнь которого - преодоление болезни бокового амиотрофического склероза. Как вы уже говорили, в конце октября под его редакцией выходит книга "Starmus" - это сборник лекций ведущих физиков. И ему, как и любому автору, хочется, чтобы к его работе проявили должный интерес. Будем ждать публикации, и надеемся, что она не разочарует читателей.