Naukowcy opracowali nowatorskie urządzenie, które może pomóc przewidzieć ostateczny los Wszechświata. Dzięki wykorzystaniu procesów znanych jako kwantowe wyżarzanie, badacze przeprowadzili eksperymenty symulujące hipotetyczne załamanie struktury rzeczywistości. Jeśli ich teoria okaże się słuszna, może to oznaczać, że całe nasze istnienie balansuje na granicy fundamentalnej zmiany praw fizyki.

Badania prowadzone przez fizyków z Europy pozwoliły stworzyć model, który analizuje możliwość wystąpienia tzw. rozpadu fałszywej próżni. Gdyby taki proces zaszedł gdzieś w kosmosie, fundamentalne prawa rządzące materią mogłyby zostać przepisane w mgnieniu oka, a Wszechświat, jaki znamy, uległby całkowitemu zniszczeniu. Jak prawdopodobne jest to zdarzenie? Według naukowców jego prawdopodobieństwo waha się od całkowicie niemożliwego do abstrakcyjnie odległego w czasie.

„Próbujemy opracować systemy, w których można przeprowadzić proste eksperymenty pozwalające badać te zjawiska” – mówi prof. Zlatko Papic, teoretyczny fizyk z Uniwersytetu w Leeds i główny autor badań. „Czas, w którym mogłoby dojść do takich procesów w skali Wszechświata, jest ogromny, ale dzięki naszej metodzie możemy obserwować je w czasie rzeczywistym i analizować ich przebieg.”

Hipoteza fałszywej próżni została zaproponowana pod koniec XX wieku przez amerykańskich fizyków Sidneya Colemana i Franka De Luccia. Twierdzili oni, że próżnia, którą uważamy za najniższy możliwy stan energetyczny, może w rzeczywistości być tylko „płytkim” minimum, pod którym kryje się jeszcze głębszy poziom chaosu. Jeśli gdziekolwiek w kosmosie pojawiłby się taki „pęcherzyk” nowej rzeczywistości, mógłby on rozprzestrzeniać się z prędkością światła, przekształcając znane nam prawa fizyki.

Zespół Papica wykorzystał komputer kwantowy, który dzięki swoim właściwościom pozwala na symulowanie takich zjawisk. Ich eksperymenty sugerują, że rozmiar potencjalnych „bąbli rozpadu” jest wynikiem konkurencji między energią zgromadzoną wewnątrz pęcherzyka a energią utraconą na jego powierzchni. Gdyby w kosmosie pojawiło się więcej takich bąbli, mogłoby to doprowadzić do skomplikowanego procesu interakcji, w którym mniejsze bąble wpływałyby na ekspansję większych.

Choć badania nie potwierdzają istnienia fałszywej próżni ani nie przewidują jej nieuchronnego rozpadu, stanowią ważny krok w kierunku lepszego zrozumienia tych zjawisk. Dzięki metodzie kwantowego wyżarzania naukowcy mogą testować różne modele dotyczące zarówno końca Wszechświata, jak i jego narodzin.

„To ekscytująca praca, łącząca nowoczesne symulacje kwantowe z głęboką teorią fizyki” – podkreśla Papic. „Pokazuje, jak blisko jesteśmy rozwikłania największych tajemnic kosmosu.”

Źródło: Science Alert