KOSMIČKO TKANJE

KRAJ SVEMIRA U SUDARU

ESO/NASA

ESO/NASA

Mehuri nastali u sudaru crnih rupa mogli bi uništiti naš svemir.

Prema novom radu međunarodnog tima fizičara, objavljenom na platformi arXiv, mehuri pravog vakuuma koji nastaju između dviju crnih rupa koje se sjedinjuju mogli bi uništiti svemir. Da bi se to dogodilo, jedan od tih mehura morao bi pobeći golemoj gravitacijskoj sili crnih rupa. Srazovi crnih rupa nisu izuzetno retki. Nekoliko su zabeležili detektori VIGO i LIGO.

Naučnici su nedavno pomoću Vrlo velikog teleskopa Evropske južne opservatorije (ESO) otkrili najbliži par supermasivnih crnih rupa koji je nastao spajanjem dve galaksije. On se nalazi u galaksiji NGC 7727 u sazvežđu Vodolije, na udaljenosti oko 89 miliona svetlosnih godina. Pretpostavlja se da bi se ove dve supermasivne crne rupe mogle spojiti kroz 250 miliona godina.

Mehurići pravog vakuuma

Fizika čestica sugeriše da naš svemir verovatno nije u najnižem mogućem energetskom stanju, već u stanju lažnog vakuuma” koji je metastabilan”.Otkriće Higsovog bozona u LHC-u (veliki hadronski sudarač u Švajcarskoj) bilo je potvrda Standardnog modela fizike i pružilo je uzbudljivu priliku za razumevanje svojstava elektroslabe interakcije”, pišu u uvodu autori.Konkretno, pokazano je da postoji vakuum niže energije, stanje u kojem elektroslabi vakuum na kraju može kolabirati.

Kada bi deo uobičajenog elektroslabog vakuuma prešao u stanje pravog vakuuma, zakoni fizike kakve poznajemo u tom mehuriću više ne bi funkcionisali, a on bi se potom širio brzinom blizu brzine svetlosti i na kraju bi progutao sve.

Između dve crne rupe

Ranija teorijska istraživanja sugerisala su da mehurići pravog vakuuma, koji će se vverovatno generisati zahvaljujući ekstremnoj gravitaciji kakva prevladava u blizini crnih rupa, neće rezultirati takvim apokaliptičnim scenariom ako mehurići brzo upadnu u crnu rupu. No fizičari iz Menhetn koledža u Njujorku istražili su šta bi se dogodilo da se oni formiraju u području između dve crne rupe koje se spremaju sudariti.Ovde se gravitacione sile balansiraju s dve strane tako da mehurić može postojati neko vreme, razapet između dve crne rupe koje se približavaju jedna drugoj”, tumači Rostislav Konoplič, glavni autor studije.

Dakle, teoretičari su se uglavnom složili da je Higsovo polje u metastabilnom stanju, privremeno zaglavljeno u stanju lažnog vakuuma, ali da u praktičnom smislu nema razloga za brigu iako se kolaps u načelu može dogoditi.

Površina tako stvorenih mehurića nalikovala bi onoj običnih mehurića od sapunice, no ako bi se dva ili tri takva mehurića sudarila, kontaktna površina mogla bi postati beskonačno gusta i formirati mikro crnu rupu. Zbog fenomena zvanog Hokingovo zračenje ove bi male crne rupe emitovale nasumične mešavine čestica i vrlo brzo bi isparile. Ceo proces mogao bi potrajati samo deset milisekundi pre nego što se dve glavne crne rupe sudare i progutaju mehuriće i mikro crne rupe na svom putu.

Međutim, ogromne crne rupe u srazu, koje bi omogućile stvaranje ovih hipotetskih mehurića pravog vakuuma, ne bi ih nužno morale usisati.Kada jednom nastanu, one bi se mogle početi širiti brzinom koja bi ubrzo mogla dosegnuti brzinu svetlosti”, kaže Rut Gregori, fizičarka i matematičarka s Kings koledža u Londonu.Stoga, ako bi se mehurići našli izvan horizonta događaja, mogli bi se nastaviti širiti umesto da upadnu u njega.

Horizont događaja je područje iz kojeg ništa ne može pobeći moćnoj sili gravitacije crne rupe, čak ni svetlost. Unutar tog područja sve, uključujući i materiju i svetlost, upada u crnu rupu, dok izvan njega još može pobjeći. Prema autorima studije, takav bi scenario doveo do potpunog uništenja svemira. No činjenica da se to nije dogodilo u gotovo 14 milijardi godina, koliko postoji naš svemir, sugeriše da su ti mehurići izuzetno retki, ako uopšte postoje.

Autori ističu da bi nastanak mikro crnih rupa u takvim scenarijima bilo moguće otkriti zbog njihova zračenja. Takva detekcija dokazala bi da pretpostavka da je naš svemir metastabilan nije samo hipoteza. To bi pak omogućilo važan uvid u njegovu temeljnu prirodu, o kojoj teorijski fizičari još raspravljaju.

Zašto svemir ne kolabira?

Još od otkrića Higsovog bozona 2012. godine fizičari znaju da prazan prostor sadrži Higsovo polje, koje je pomalo nalik električnom polju (postoje važne razlike između tih polja, ali čisto za ilustraciju). Ono se sastoji od Higsovih bozona koji virtuelno vrebaju u vakuumu. Druge fundamentalne čestice, kao što su elektroni i kvarkovi, dobijaju masu tako što stupaju u interakciju s Higsovim poljem. Međutim, proračuni koji se temelje na Standardnom modelu fizike čestica i masi Higsovog bozona pokazali su da Higsovo polje možda nije u svom stabilnom, najnižem energetskom stanju. Ono bi moglo postići mnogo nižu energiju kada bi postalo znatno snažnije. Taj skok prema nižoj energiji trebalo bi neizbežno da uzrokuje kolaps vakuuma i izbriše svemir.

Nameće se pitanje zašto se taj kolaps do sada nije dogodio. Neki naučnici smatraju da se to možda dogodilo u nekom svemiru u njegovoj evoluciji. Naime, da se dogodilo u našem svemiru, nas ne bi bilo, pa ne bismo mogli ni postaviti takvo pitanje. Osim toga, izračunavanja su pokazals da bi Higsovo polje moralo proći kroz ogromnu energetsku barijeru, kroz proces poznat kao kvantno tuneliranje, da bi došlo do stanja niže energije, odnosno do pravog vakuuma”. Ta barijera toliko je velika da bi verovatno trebalo proći mnogo, mnogo više vremena nego što je starost našeg svemira da bi se prelaz dogodio. Dakle, teoretičari su se uglavnom složili da je Higsovo polje u metastabilnom stanju, privremeno zaglavljeno u stanju lažnog vakuuma, ali da u praktičnom smislu nema razloga za brigu iako se kolaps u načelu može dogoditi.

(Pogledajte razgvor sa čuvenim srpskim teorijskim fizičarem, prof. dr Dejanom Stojkovićem, koji je to predskazao u razgovoru za „Galaksiju pre više od dve godine: https://galaksijanova.rs/sudnji-dan-kosmosa/?script=lat)

(Izvor Indeks)

O autoru

Stanko

Ostavite komentar