Хоган совместно со своими коллегами представил перед научным сообществом результаты своих новых исследований на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества в Портсмуте 24 июня. Ученые совместили астрономические наблюдения с результатами исследований бозона Хиггса и получили удивительный результат – согласно их расчетам, Вселенная должна была погибнуть в результате схлопывания приблизительно через секунду после своего рождения.
По их расчетам, Вселенная должна была разорваться на части в первые секунды после Большого взрыва из-за появления разрушительных квантовых волн, которые должны были мешать сцеплению элементарных частиц друг с другом. Ученые представили свои выводы на ежегодной встрече Королевского астрономического общества Великобритании, которая проходит на этой неделе в Портсмуте, передает vesti.ru.
«Это теоретическое предсказание является неприемлемым: если бы такое случилось, нас бы не было и нам не пришлось бы дискутировать по поводу этой проблемы. Вполне возможно, что результаты наблюдений BICEP2 содержат в себе ошибки. Если же это не так, то должен существовать пока не известный нам процесс, который мешал Вселенной самоуничтожиться. Но если физикам из BICEP2 удастся доказать истинность результатов наблюдений, можно говорить о том, что существует новая физика частиц, расположенная за рамками Стандартной модели», — пояснил Роберт Хоган из Королевского колледжа Лондона, представивший результаты моделирования на конференции.
Он и его коллега Малкольм Фэйрбэрн проверили, как два самых значимых космологических открытия последних пяти лет — обнаружение бозона Хиггса и гравитационных волн — вписываются в общепринятую версию того, как происходил Большой взрыв и как расширялась Вселенная на первых этапах своей жизни.
Сотрудники проекта BICEP2 сообщили в марте 2014 года, что им удалось обнаружить один из важнейших теоретически предсказанных эффектов — гравитационные волны, оставшиеся со времён Большого взрыва. Несмотря на то, что эти результаты пока не подтверждены, они могут стать долгожданным доказательством правильности инфляционной теории.
В новом исследовании Хоган и его коллеги разбирались с данными проекта BICEP2. Для того чтобы дополнить картину, они объединили результаты наблюдения гравитационных волн с новейшими достижениями в области физики элементарных частиц. В этом им помогли исследования коллег, направленные на изучение природы бозона Хиггса.
Измерения свойств кванта поля Хиггса позволили доказать, что вся Всленнная расположена в так называемой "долине" этого поля и именно благодаря этому у всех остальных частиц имеется масса. Тем не менее, гипотетически существует ещё одна "долина" поля Хиггса, однако наша Вселенная в него не попадает благодаря мощному энергетическому барьеру.
Причиной «Большого разрыва», поясняют авторы доклада, были бозоны Хиггса и порождающее их поле Хиггса, на свойства которого необычным образом сказались изменения в природе гравитационных волн, предложенные физиками из BICEP2. Усиление гравитационных волн привело к тому, что энергетический потолок поля Хиггса резко вырос и достиг значений, опасно близких к так называемой «энергии великого объединения» — 10 млрд петаэлектронвольт (ПэВ). Частицы материи не могут существовать в среде, которая обладает такой энергией.
Хоган и Фэйрберн поясняют, что этот факт не стал бы смертным приговором для Вселенной, если бы дело не касалось поля и бозонов Хиггса. Поле Хиггса становится нестабильным при энергиях, превышающих 10 млрд гигаэлектронвольт (ГэВ), и более подверженным «скатыванию» в опасный энергетический минимум, при котором даже вакуум будет нестабильным. В результате этого в нем будут возникать сильнейшие квантовые флуктуации, не позволяющие частицам будущей материи приобрести массу покоя, за существование которой и отвечает «частица бога». Благодаря этому жизнь Вселенной закончится в виде «Большого разрыва» или же она перейдет в бесконечный цикл взрывов и разрывов.
Самое простое и очевидное объяснение, почему этого не произошло, — результаты коллаборации BICEP2 ошибочны. У этого утверждения в последние недели появилось множество сторонников, однако авторы доклада все же допускают, что выкладки BICEP2 могут быть верны. В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, они выдвигают два возможных пути предотвращения смерти Вселенной, сообщает "Русская планета".
В первом случае Вселенную могло спасти прямое влияние ее расширения на физические свойства поля Хиггса. Иными словами, масса бозона Хиггса и другие параметры поля через мгновения после рождения Вселенной отличались от сегодняшних. По второму сценарию, мир мог выжить благодаря выделяемому во время расширения большому количеству тепла: это замедлило бы сам процесс и уменьшило бы шансы на возникновение «Большого разрыва». Как отмечают Хоган и Фэйрберн, и в том, и в другом случае для объяснения рождения Вселенной ученым придется разработать новую физику элементарных частиц.
Космологи, между тем, считают, что в расчётах сотрудников проекта BICEP2 должна быть ошибка. Но если её нет, то в истории пространства-времени должен протекать некий таинственный процесс, который остановил неминуемую гибель Вселенной, и кто знает, как это нечто сказывается на жизни космоса сегодня.
