Nic zatem dziwnego, że naukowcy starają się opracowywać różne scenariusze ewolucji wszechświata aż do jego końca, a następnie przyglądać się, czym owe scenariusze się kończą. Jednym z bardziej intrygujących pomysłów na koniec wszystkiego, co istnieje od ponad 13 miliardów lat, jest rozpad próżni. W tym scenariuszu naukowcy zakładają, że podstawowe pole we wszechświecie nie znajduje się obecnie w najniższym możliwym stanie. Oznacza to, że wszechświat powstał i rozrósł się do dzisiejszych rozmiarów na pozornie stabilnym regionie. Pole to może jednak gwałtownie przeskoczyć na bardziej stabilną wartość, co oznaczałoby powstanie swoistej bańki, która wymazałaby całą istniejącą dzisiaj rzeczywistość.
Tym nietypowym polem jest tzw. pole Higgsa, o którym wciąż nie wiemy przesadnie dużo. To jednak ono nadaje masę wszystkiemu, co nas otacza, w każdej możliwej skali. Obecna wiedza nie jest w stanie umożliwić nam ocenę prawdopodobieństwa realizacji takiego scenariusza.
Czytaj także: Nie ma granic, ale jest skończony. Jaki kształt ma wszechświat?
Gdyby jednak miało dojść do fałszywego rozpadu próżni, to obecny teoretycznie niestabilny stan musiałby nagle zamienić się w stabilny. Jak na razie jednak nie wiemy, jak miałoby do tego dojść i w jaki sposób mogłaby powstać bańka, która rozszerzając się, usunęłaby nasz obecny wszechświat.
To jednak nie przeszkodziło grupie brytyjskich i włoskich naukowców w próbie odnalezienia eksperymentalnych dowodów na rozpad próżni. Co do zasady, według teoretyków rozpad próżni był jednym z głównych komponentów procesu tworzenia przestrzeni, czasu i materii w momencie powstawania wszechświata, tj. w Wielkim Wybuchu. Fizycy kwantowi wskazują tutaj, że rozpad próżni bozonu Higgsa doprowadziłby do całkowitej zmiany praw fizyki, a w konsekwencji do “ostatecznej katastrofy ekologicznej”.
To, że czegoś nie jesteśmy w stanie opisać, nie oznacza, że nie powinniśmy próbować tego odtworzyć w warunkach laboratoryjnych. W swoim najnowszym artykule opublikowanym w periodyki Nature Physics badacze opisują zaobserwowanie powstawania pęcherzy w kontrolowanych warunkach.
Badając scenariusz fałszywego rozpadu próżni, naukowcy wykorzystali przechłodzoną parę o temperaturze mniejszej niż milionowa część stopnia powyżej zera absolutnego. W takim stanie, tzw. stanie metastabilnym, mamy do czynienia z układem, który jednocześnie nie jest najbardziej stabilnym, ale jednocześnie jest w stanie istnieć w nim przez nieokreślony czas. Opisując taki metastabilny stan, naukowcy porównują go do zagłębienia terenu w zboczu. Choć najniższy możliwy stan znajduje się niżej, to przez długi czas woda może utrzymywać się w tym niewielkim lokalnym zagłębieniu na zboczu.
Warto jednak zwrócić uwagę, że w mechanice kwantowej rzeczywistość jest bardziej skomplikowana. Oznacza to, że aby wydostać się z takiej doliny, nie potrzeba dostarczać jakiejkolwiek dodatkowej energii. Cząstki są w stanie skorzystać bowiem z tunelowania, tudzież rozpaść się przechodząc do najniższego możliwego stanu energetycznego.
Czytaj także: Jaki będzie koniec świata? Wchłonie nas żarłoczna bańka
Fizycy wskazują, że efekty termiczne także są w stanie doprowadzić do takiej zmiany. Powstanie bańki o niższym stanie energetycznym może doprowadzić do jej rozszerzania się, wskutek którego otaczająca ją materia przechodzi na najniższy stan energetyczny, stając się prawdziwą próżnią.
Naukowcy przyznają, że przeprowadzanie eksperymentów z ultraschłodzonymi atomami, które pozwalają im symulować reakcje kwantowe w takich układach, jak np. wczesny wszechświat, jest jedną z ciekawszych okazji do badania otaczającej nas rzeczywistości.
To jednak jeszcze nie jest koniec badań. Naukowcy bezustannie starają się obniżać temperaturę, zbliżając się mozolnie do zera absolutnego. Im bliżej bowiem docierają, tym mniej istotne stają się efekty termiczne, a tym wyraźniejsze będą stawać się efekty kwantowe, a one pozwolą nam dokładniej przyjrzeć się teorii fałszywego rozpadu próżni.