Poate că se va întâmpla mâine. Poate că peste un miliard de ani. Fizicienii au prezis de mult timp că Universul ar putea într-o zi să colapseze şi că tot ceea ce există în el se va comprima într-o minge mică, dar masivă. Noile calcule ale fizicienilor de la University of Southern Denmark confirmă în prezent această predicţie şi ei au ajuns, de asemenea, la concluzia că riscul producerii unui colaps este chiar mai mare decât se credea anterior.

 

 



Un colaps al Universului va avea loc dacă se vor forma bule în Univers în care valoarea câmpului Higgs asociat cu particula Higgs va ajunge la o valoare diferită faţă de cea din restul Universului. În cazul în care această nouă valoare înseamnă o energie mai mică atunci dacă bula respectivă este suficient de mare atunci aceasta se va extinde cu viteza luminii în toate direcţiile. Toate particulele elementare aflate în interiorul bulei vor avea o masă care va fi mult mai mare decât cea corespunzătoare cazului în care ele s-ar afla în afara bulei şi astfel se vor atrage reciproc între ele formând o zonă centrală supermasivă.

 

Mai devreme sau mai târziu o schimbare radicală în ceea ce priveşte forţele din Univers va determina ca fiecare particulă să devină extrem de grea. Tot ce există, fiecare bob de nisip de pe Pământ, fiecare planetă din sistemul solar şi fiecare galaxie, va deveni de milioane de miliarde de ori mai greu decât în prezent şi acest lucru va avea consecinţe dezastruoase: noile mase vor atrage toată materia într-o minge mică, superfierbinte şi supergrea, iar Universul aşa cum îl ştim va înceta să mai existe.

Acest proces violent este denumit tranziţie de fază şi el este foarte similar cu ceea ce se întâmplă atunci când apa, de exemplu, se transformă în abur sau atunci când un magnet este încălzit şi-şi pierde proprietăţile magnetice. Tranziţia de fază din Univers se va produce dacă se va forma o bulă în Univers în care câmpul Higgs asociat cu particula Higgs va avea o valoare diferită decât cea din restul Universului. Dacă acestei noi valori îi corespunde o energie mai mică şi dacă bula este suficient de mare atunci ea se va extinde cu viteza luminii în toate direcţiile. Toate particulele elementare aflate în interiorul bulei vor avea o masă care va fi mult mai mare decât cea corespunzătoare cazului în care ele s-ar afla în afara bulei şi astfel se vor atrage reciproc între ele formând o zonă centrală supermasivă.

„Multe teorii şi calcule au anticipat o astfel de tranziţie de fază, dar au existat unele incertitudini în calculele anterioare. Noi am efectuat în prezent calcule mai precise şi am constatat două lucruri: da, Universul, probabil, va colapsa şi un astfel de eveniment este mult mai probabil decât au prezis calculele anterioare", ne spune Jens Frederik Colding Krog, doctorand în cadrul Center for Cosmology and Particle Physics Phenomenology (CP³ - Origins) al University of Southern Denmark şi coautor al unui articol pe acest subiect ce a apărut în Journal of High Energy Physics.

„Tranziţia de fază va începe undeva în Univers şi se va răspândi de acolo. Poate că colapsul a început deja undeva în Univers şi în prezent el se propagă în restul Universului. Poate că un colaps începe chiar acum, chiar de aici. Sau poate el va începe foarte departe de noi peste mai multe miliarde de ani. Nu ştim", spune Frederik Jens Colding Krog.

Mai exact, el şi colegii săi analizează trei dintre principalele ecuaţii care stau la baza predicţiei unei schimbări de fază. Acestea sunt despre aşa-numitele funcţii beta care determină intensitatea interacţiunilor dintre, de exemplu, particulele de lumină şi electroni precum şi cele dintre bosonii Higgs şi quarcuri.

Până în prezent fizicienii au lucrat cu câte o singură ecuaţie la un moment dat, dar acum fizicienii implicaţi în proiectul CP3 ne arată că cele trei ecuaţii pot fi analizate, de fapt, împreună şi că acestea interacţionează unele cu altele. Atunci când se studiază toate cele trei ecuaţii împreună fizicienii prezic că probabilitatea unui colaps ca urmare a unei schimbări de fază este chiar mai mare decât atunci când se ia în considerare numai o singură ecuaţie.

Teoria tranziţiei de fază nu este singura teorie care prezice un colaps al Universului. Putem menţiona aici, de asemenea, aşa-numita teorie Big Crunch. Această teorie se bazează pe teoria Big Bangului care descrie formarea Universului. Conform teoriei Big Bangului toată materia din Univers a fost ejectată în acesta dintr-o regiune de mici dimensiuni fiind însoţită de o expansiune a Universului care continuă şi în prezent. Cu toate acestea, la un moment dat expansiunea se va opri şi toate materia va începe din nou să se atragă reciproc şi în cele din urmă se va concentra, din nou, într-o mică regiune.

„Cele mai recente cercetări arată că expansiunea Universului se accelerează astfel încât nu există niciun motiv să ne aşteptăm la un colaps pe baza observaţiilor cosmologice. În acest caz, probabil, nu un eveniment de tip Big Crunch va provoacă colapsul Universului", ne spune Frederik Jens Colding Krog.

Deşi noile calcule prezic că un colaps este acum mai probabil să se întâmple decât s-a crezut anterior, este posibil, de asemenea, ca acesta să nu aibă loc. Pentru a se produce o schimbare de fază există condiţia ca Universul să fie format din particulele elementare pe care le cunoaştem în prezent, inclusiv particula Higgs. Dacă Universul conţine particule nedescoperite încă atunci întrega predicţie cu privire la producerea unei schimbări de faza dispare.

„În acest caz colapsul Universului va fi anulat", afirmă Frederik Jens Colding Krog.

În ultimii ani vânătoarea de noi particule s-a intensificat. Cu doar câţiva ani în urmă particula Higgs a fost descoperită şi un întreg domeniu de cercetare cunoscut sub numele de fizica energiilor mari este angajat în căutarea a cât mai multe particule noi.

Mai mulţi fizicieni implicaţi în proiectul CP3 sunt convinşi că particula Higgs nu este o particulă elementară şi că aceasta este formată din particule chiar şi mai mici denumite tehni-quarcuri. Teoria supersimetriei prezice existenţa unor particule încă nedescoperite, aflate undeva în Univers, care sunt particule partenere pentru toate particulele existente. Conform acestei teorii ar exista o particulă denumită selectron corespunzătoare electronului, o particulă denumită photino corespunzătoare fotonului, etc.



Traducere de Cristian-George Podariu după collapse-universe-closer cu acordul editorului

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Loghează-te ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Donează prin PayPal ()


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro