Ученые всегда стремились разгадать тайны Вселенной, и одним из самых интригующих вопросов остается ее гибель. Международная команда физиков из Великобритании, Германии и Австрии сделала важный шаг в этом направлении.
Ученые предсказали возможный сценарий гибели Вселенной: как это случится
Физики заглянули в будущее Вселенной с помощью мощного квантового компьютера.
Unsplash
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Physics, ученые впервые использовали квантовый симулятор для моделирования одного из возможных сценариев – распада ложного вакуума.
Квантовый симулятор
Концепция ложного вакуума предполагает, что наша Вселенная может находиться в состоянии, которое лишь кажется стабильным, подобно шарику, балансирующему на вершине холма. Это состояние, называемое ложным вакуумом, обладает большей энергией, чем истинное состояние равновесия – истинный вакуум. В любой момент могут возникнуть квантовые флуктуации, подобные небольшим толчкам, которые заставят шарик скатиться вниз. Эти флуктуации приводят к появлению «пузырей» истинного вакуума внутри ложного.
Если такой «пузырь» достигает критического размера, он начинает стремительно расширяться, словно капля краски, падающая в воду. Это расширение сопровождается высвобождением колоссального количества энергии и изменением фундаментальных законов физики, что, в конечном итоге, может привести к разрушению привычной нам структуры Вселенной.
До недавнего времени моделирование таких сложных квантовых процессов было практически невозможным. Однако появление квантовых симуляторов значительно расширило горизонты научных исследований. Эти устройства позволяют моделировать квантовые системы с тысячами кубитов, открывая доступ к изучению ранее недоступных явлений.
Так вот в ходе эксперимента ученые проследили за динамикой «пузырей» истинного вакуума в ложном. Оказалось, что эти «пузыри» не просто расширяются независимо друг от друга, а активно взаимодействуют. Маленькие «пузыри» могут влиять на большие, ускоряя или замедляя их рост.
Подобные механизмы могли сыграть ключевую роль в формировании Вселенной после Большого взрыва. Эти же механизмы через миллионы и даже миллиарды лет могут послужить и причиной гибели Вселенной.
Один из авторов исследования, доктор Жан-Ив Дезоль сравнил это явление с американскими горками.
«Представьте траекторию с несколькими впадинами, но только одним истинным нижним состоянием на уровне земли. Если это так, то квантовая механика позволит Вселенной в конечном итоге туннелировать к состоянию наименьшей энергии, что приведёт к глобальному катаклизму», — рассказал ученый.
Нечто подобное, как предполагают теоретики, может произойти внутри сверхмассивных черных дыр в далеком будущем. Что в конечном случае может положить конец существующей вселенной.