Британські космологи вкотре підтвердили недосконалість сучасної фізичної науки. Вчені взяли до уваги останні спостереження телескопа «BICEP2» в Антарктиді та обчислені властивості бозону Гіґґса, відкритого 2012 року, й розробили теоретичну модель. Її розрахунки показали: Всесвіт не повинен був проіснувати більше, ніж кілька мікросекунд. Вже стало нормою, що моделі, які враховують існування бозонів, або засвідчують випадковість існування космосу з самого початку, або пророкують його фатальну смерть.
Британські фізики не змогли узгодити провідну теорію Великого вибуху із даними про властивості бозона Гіґґса. Згідно з їхніми розрахунками, Всесвіт після виникнення неодмінно мусив зазнати інтенсивних флуктуацій енергетичного поля (процес, названий квантовою флуктуацією). Ці збурення повинні були зруйнувати поле Гіґґса, що значно послабило б енергетичний рівень усієї системи. Колапс всесвіту після цього був би неминучий.
Згідно з провідною фізико-космологічною теорією, життя Всесвіту почалося Великим вибухом приблизно 13, 8 млрд. років тому. Потім відбувся короткий період дуже швидкого розширення – космічної інфляції.
Роберт Хоган, фізик з Кінгс-коледжу (Лондон, Велика Британія) й один зі співавторів дослідження, вважає, що на інфляційному етапі все мусило б і завершитися. «Стрімке розширення збурювало масиви речовини, а надто сильні «поштовши» повинні були змінити енергетичний стан системи та спричинити руйнування Всесвіту».
Науковці створили модель, що враховує властивості бозона Гіґґса, зокрема його роль у процесі набуття маси іншими частинками. Зважили й на слабкі сліди гравітаційних хвиль, виявлені кілька місяців тому.
Результіти: відразу після Великого вибуху матерія з карколомною швидкостю мчалася назовні, що викривило й стиснуло просторово-часову площину: виникли хвилі рябизни (гравітаційні хвилі); вони закрутили випромінювання в космосі.
Всі ці події відбулися багато мільярдів років тому. Проте детектор поляризації космічного мікрохвильового фону BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), що на Південному полюсі, нещодавно зумів зафіксувати слабкі сліди космічної інфляції у фоновому мікрохвильовому (реліктовому) випромінюванні, яким пронизаний Всесвіт. Детектор виявив вихороподібні завитки, названі B-режимами (B-mode). Закручені структури й стали доказом істинності теорії космічної інфляції та реліктового випромінювання. (Щоправда, з березня, коли повідомили про відкриття, деякі вчені почали сумніватися у його достовірності. Припускають, що результати міг вплинути космічний пил Чумацького шляху).
Однак гравітація – не єдина фізична сила, що діяла в Всесвіті на початковому етапі його становлення. Було ще всюдисуще енергетичне поле, назване полем Гіґґса. Воно пронизує простір і надає маси частинкам, що проходять крізь нього. Докази існування цього феномену вчені знайшли 2012 року, відкривши бозон Гіґґса та вирахувавши його масу.
Завдяки знанням про властивості космічної інфляції та масу бозона Роберт Хоган разом з колегою-фізиком із Кінгс-коледжу Малкольмом Ферберном змогли відтворити процес космічної інфляції зразу після Великого вибуху.
Результати дослідів засмутили: Всесвіт після утворення неодмінно мусив зазнати інтенсивних флуктуацій енергетичного поля (процес, відомий під назвою квантова флуктуація). Ці збурення зруйнували б поле Гіґґса, без якого значно зменшився б енергетичний рівень усієї системи. Колапс у такому випадку мав би стати неминучим. Отже, Всесвіт був приречений на знищення.
Чому так не сталося? «Основне припущення таке: існують невідомі науці фізичні явища та процеси. Їх - не описують у наших теоріях, і їх ще слід відкрити», – зазначив Хоган. Тоді, можливо, вдасться знайти відповідь на запитання.
Теорія космічної інфляції донині залишається спекулятивною. Деякі фізики зазначають: те, що прийняли за первісні гравітаційні хвилі, насправді є сигналами, які генерує міжзоряний пил.
Бозони Гіґґса – фатальні для Всесвіту не тільки в моделі Хогана й Ферберна. Раніше теоретичні розрахунки здійснила ще одна команда науковців. Їхні результати зловісні: ми живемо в нестійкому світі, за мільярди років все завершиться грандіозною катастрофою.
«Маса бозона Гіґґса, що у 126 разів перевищує масу протона, для стабільності Всесвіту є межевою, – пояснив Шон Керролл, фізик з Каліфорнійського технологічного інституту. – Якби вона була трішки меншою, поле Гіґґса значно легше зазнавало би збурень; якби ж було трохи більшою – поле було б неймовірно стабільним».
Результати дослідження Хогана опублікував журнал «Physical Review Letters». Свої дані вчений також представив 24 червня на зібранні Королівського астрономічного товариства у Портсмуті (Велика Британія).
Зреферував Олег КАЧАН
Оригінал за посиланням http://www.livescience.com
27.06.2014