Что такое ложный вакуум?


Что такое ложный вакуум?
Рейтинг: 5.0/1
Просмотров: 82 | Добавил: (12.03.2021) (Изменено: 12.03.2021)

Всего ответов: 2

Обсуждение вопроса:
Всего ответов: 2
Аватар
0

12.03.2021 оставил(а) комментарий:
Сама гипотеза о существовании двух видов вакуума возникла в 70-х годах прошлого века, но развитие получила гораздо позже в работах Стивена Хокинга. Обычно под словом вакуум люди понимают пространство, в котором отсутствует вещество или его чрезвычайно мало, но, с точки зрения физики, это не так.

Вакуум в физике означает отсутствие не только обычного вещества, но и, вообще, чего бы то ни было: полей, нейтрино и тд. Если мы возьмём контейнер и откачаем из него все частицы воздуха, то в нём всё равно останутся электромагнитные поля от радиовышек, далёких звёзд и реликтового излучения; его будут прошивать триллионы нейтрино и частицы галактических лучей, но, допустим, что мы смогли это всё убрать и получить пустой контейнер.

Казалось бы, вот он вакуум, в котором ничего нет и энергия в этом пространстве должна быть нулевой, но не тут-то было. Дело в том, что во Вселенной есть множество вещей, которые принципиально невозможно убрать из нашего контейнера. К ним относятся квантовые флуктуации, на микроуровне вакуум постоянно кипит, там рождаются и аннигилируют частицы, такое кипение является свойством самого вакуума и его невозможно остановить.

Тёмная энергия, по всей видимости, является свойством самого пространства и от неё так же не спрятаться, поле Хиггса пропитывает всю Вселенную и от него не защитится. Вдобавок к этому во Вселенной могут быть и другие поля о существовании которых мы возможно даже не знаем. В результате энергия внутри контейнера будет ненулевой, такое состояние когда-то назвали истинным вакуумом.

Но практически сразу же учёные одумались, ведь что если где-то тёмной энергии меньше или поле Хиггса имеет другие свойства или же вакуум слабее кипит и там энергия вакуума будет меньше? Это значит, что наш вакуум ложный, а где-то может существовать истинный вакуум с более низким значением энергии.

Мы бы могли жить спокойно и даже не подозревать о существовании ещё одного вакуума, если бы не одна маленькая проблема. Во Вселенной всё стремится к минимуму энергии, а значит ложный вакуум стремится перейти в истинный. В обычных условиях это может произойти лишь через квантовое тонелирование, однако, такой сценарий имеет крайне низкую вероятность, ведь вакуумы разделены высоченными и толстыми энергетическими "горами", но вот если в точку пространства зарядить побольше энергии, приблизительно 100 млн ТеВ по расчётам Хокинга, то ложный вакуум в этой точке может перескочить в истинный.

И перескочит он не сам, а потянет за собой соседей и на скорости света этот переход будет распространяться по Вселенной. Как только вакуум будет переходить в истинный, его свойства будут меняться неизвестным образом, а с ними будут меняться и законы физики. Возможно, что вещество при контакте с истинным вакуумом будет рассыпаться на кварки или моментально аннигилировать, возможно, оно тут же затвердеет и превратится в твёрдое тело, точный сценарий науке неизвестен, но ясно, что Вселенная не будет такой, как прежде. В любом случае такой конец света не будет ни страшным, ни болезненным, мы не сможем узнать о нём заранее, а когда он придёт то даже не успеем ничего почувствовать ибо мгновенно исчезнем.

Подобный переход будет распространяться со скоростью, не превышающей световую, а значит если он случится лишь в одной точке Вселенной, то он не сможет поглотить её всю, это связано с ускоренным расширением Вселенной. Переход ложного вакуума в истинный уничтожит лишь часть Вселенной, до которой успеет добраться за время её существования.
Аватар
0

12.03.2021 оставил(а) комментарий:
Ло́жный ва́куум — состояние в квантовой теории поля, которое не является состоянием с глобально минимальной энергией, а соответствует её локальному минимуму. Такое состояние стабильно в течение определённого времени (метастабильно), но может «туннелировать» в состояние истинного вакуума.

В одной из гипотез «раздувающейся Вселенной» из ложного вакуума вскоре после появления Вселенной могла образоваться не одна, а множество метагалактик (в том числе и наша), в таком случае Большой взрыв — переход ложного вакуума в обычный].
avatar