Частица Бога предотвратила разрушение нашей Вселенной

Знаменитая элементарная частица — Бозон Хиггса («частица Бога») — обладает гораздо более важным свойством, нежели просто отвечает за массу материи. По мнению ученых, она удерживает нашу Вселенную от коллапса. Свойства этой частицы могут быть ключом к тому, что мы живем в мультивселенной параллельных миров. Это предполагает новая безумная гипотеза. Согласно ей, разные Вселенные имеют различные наборы физических законов. Предполагается, что выживают лишь те из них, в которых бозон Хиггса обладает самой крохотной массой.

Если это окажется правдой, теория объяснит, почему сильное взаимодействие, удерживающее атомы от разрушения, подчиняется определенным симметриям. Попутно это может помочь раскрыть природу темной материи — неуловимой субстанции, из которой состоит большая часть материи Вселенной.

Мультивселенная
Физики предположили, что наша Вселенная является всего лишь малой частью гораздо более масштабного космоса, который постоянно раздувается и порождает новые Вселенные. Изображение: livescience.com

История открытия

В 2012 году Большой адронный коллайдер совершил поистине монументальный подвиг. Этот ускоритель частиц, построенный на франко-швейцарской границе, впервые обнаружил бозон Хиггса. Искомая частица ускользала от ученых десятилетиями. В ее обнаружение даже не верил великий физик-теоретик Стивен Хокинг. Бозон Хиггса является краеугольным камнем Стандартной модели. Его задача — «сообщать» другим частицам их массу, а также создавать различие между слабым ядерным и электромагнитным взаимодействиями. 

Но вместе с хорошими новостями пришли и плохие. Предварительные расчеты заставили физиков предположить, что бозон Хиггса будет иметь невероятно большую массу. Когда частицу «поймали» и измерили, оказалось, что ее масса составляет всего 125 гигаэлектронвольт (ГэВ), что на несколько порядков меньше, чем предполагалось. Когда Нобелевские премии первооткрывателям были вручены, возник вопрос: почему бозон Хиггса имеет такую ​​маленькую массу?

Другая проблема заключается в том, что сильное взаимодействие ведет себя не совсем так, как предсказывает Стандартная модель. В математике, которую физики используют для описания высокоэнергетических взаимодействий, есть определенные симметрии — например, симметрия заряда, симметрия времени и CP-симметрия. Во всех экспериментах, проведенных на данный момент, сильное взаимодействие подчиняется комбинированной симметрии как обращения заряда, так и обращения четности. Но его математика не демонстрирует такой же симметрии. Ни одно известное природное явление не должно навязывать эту симметрию. Тем не менее, природа, похоже, подчиняется ей. Как такое возможно?

Разгадка лежит в мультивселенной

Пара теоретиков — Рафаэле Тито Д’Аньоло из Французской комиссии по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA) и Даниэле Терези из CERN — предположили, что эти две проблемы могут быть взаимосвязаны. В статье, опубликованной в январе в журнале Physical Review Letters, они изложили свое решение двух загадок. Оно звучит следующим образом: Вселенная просто родилась такой.

Теоретики обратились к идее, называемой мультивселенной. Она родилась из так называемой теории инфляции — идеи о том, что в первые моменты после Большого взрыва наш космос претерпел период чрезвычайно сильное расширение, удваиваясь в размерах каждую миллиардную долю секунды. Физики точно не знают, что вызвало инфляцию, но одним из следствий основной идеи является то, что наша Вселенная никогда ее не прекращала. Таким образом, то, что мы называем «нашей Вселенной» — это всего лишь крошечный участок гораздо большего пространства-времени, которое постоянно и быстро раздувается, порождая новые Вселенные.

Более того, теоретически в разных регионах этой «мультивселенной» массы бозона Хиггса тоже разнятся. Исследователи обнаружили, что Вселенные с тяжелым бозоном Хиггса катастрофически коллапсируют, прежде чем у них появляется шанс сформироваться и вырасти. «Выживают» только области мультивселенной с легкими бозонами Хиггса: в них развиваются галактики, звезды, планеты и даже возникает жизнь.

Пока это лишь гипотеза. Поэтому нам придется немного подождать, поскольку для ее проверки потребуются годы, если не десятилетия, чтобы отвергнуть или поддержать новую идею.

Напомним, что ранее Hubble нашел потухшие галактики в ранней Вселенной.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine