Mezi způsoby, jakými by mohl být zničen náš vesmír, není patrně nic tak děsivého jako teorie „rozpadu falešného vakua“. Je založena na hypotéze, podle které není základní pole vesmíru ve svém nejnižším možném energetickém stavu.

Vzhledem ke kvantovým jevům není energie vakua nula, náš vesmír, má určitou minimální energii. Teoretickým důsledkem může být jev, při němž v určitém bodě jakákoli částice přeskočí z nestabilního stavu falešného vakua do nižšího energetického stavu, který je stabilnější. Tím uvolní gigantické množství energie.

Další částice tento postup vzápětí opakují a vesmírem se ohromnou rychlostí šíří zkáza, nicota požírající realitu podobně jako ve fantasy filmu z osmdesátek Nekonečný příběh.

Náš vesmír by však v takovém případě dopadl hůř než ve filmu – nenávratně by se zhroutil.

Vítejte ve světě falešného vakua

Výzkumníci z Univerzity v Newcastlu teorii rozpadu falešného vakua testovali v experimentu, který popisují v nové studii publikované v magazínu Nature Physics.

„Rozpad vakua měl podle našich představ hrát hlavní roli už při velkém třesku, ale až dosud jsme tuto hypotézu neuměli experimentálně otestovat. V částicové fyzice se nicméně říká, že rozpad Higgsova bosonu, důležité částice mikrosvěta, by mohl změnit zákony fyziky a výsledek této reakce se často popisuje jako možná ultimátní katastrofa. Také proto jsme zahájili tento experiment,“ cituje web Univerzity v Newcastlu Iana Mosse, jednoho z autorů zmíněné studie.

Rozpad falešného vakua by podle numerických modelů i nové simulace měl podobu vytváření drobných místních „bublin“.  Výzkumníci pozorovali jejich vznik v kontrolovaném atmosférickém systému.

Základem uspořádání, které použili pro laboratorní scénář falešného vakua, byla přechlazená pára o teplotě jeden mikrokelvin, což je těsně nad absolutní nulou.

Absolutní nula, nejnižší možná teplota, jaká může ve vesmíru existovat a k níž se můžeme jen přiblížit, je teplota 0 Kelvinů, tedy -273,15 stupně Celsia. Ani při této teplotě pohyb atomů neustává. Atomy ale nemají energii na to, aby mohly změnit svůj stav.

V atmosférickém systému experimentu byl vytvořen metastabilní stav, což znamená, že to nebylo nejstabilnější uspořádání, mohlo však takto zůstat po neomezeně dlouhou dobu. Můžete si ho představit jako malé údolí na úbočí kopce. Stav s nižší energií je v údolí, ale nemusí v něm zůstat.

V kvantové mechanice věci ani nemusí dostat nějaký příděl energie, aby se dostaly z údolí po úbočí nahoru. Mohou se jednoduše pohybovat a rozpadat do stavu s nejnižší energií.

Může se to vůbec stát?

Výzkumníci v experimentu využili poznatku, že obdobně fungují tepelné efekty – také ty vedou ke vzniku bubliny. Bublina se rozšiřuje a přivádí systém do nejnižšího energetického stavu, podobného skutečnému vakuu.

Cílem týmu, který ve výzkumu pokračuje, je posouvat teplotu systému blíž k absolutní nule. Za těchto podmínek budou tepelné efekty ustupovat do pozadí a projeví se efekty kvantové, které by měly poskytnout přesnější podobu rozpadu falešného vakua.

A ještě důležitá informace pro váš klidný spánek: Šance, že rozpad falešného vakua nastane ve vesmíru, jsou podle vědců mizivé až nulové.