Talán mégis elkerülhetjük a vákuumkatasztrófát

2021 / 07 / 30 / Justin Viktor
Talán mégis elkerülhetjük a vákuumkatasztrófát
A kvantumtér elméletnek köszönhetünk néhány igen figyelemreméltó előrejelzést a világegyetemről, és szintén ebből ered néhány, a legsötétebb, happy end nélküli katasztrófafilmeket is túlszárnyaló olyan forgatókönyv, amitől a Jóisten vagy a multiverzum teória mentsen meg bennünket, esetleg mindketten összedolgozva. Terítéken a vákuumkatasztrófa.

Ellentmondások a vákuumban

A probléma forrása az, hogy a világegyetem vákuum-energiájának elméleti és mért értékei között hatalmas ellentmondás feszül. Az ellentmondás számszerűsítve sem csökken, a helyzet ugyanis az, hogy a tudományosan mért érték 122 nagyságrenddel kisebb, mint a kvantumtér elmélet által megjósolt értéknek lennie kellene.

Egyszerűen megfogalmazva a vákuum energiaszintje túl nagy, ennél könnyedén elképzelhető alacsonyabb érték is, a mérések azonban a magas energiasűrűséget mutatják. Ha bármikor, bármi miatt, bárhol energia-sűrűséget váltana a vákuum, mondjuk az entrópiának engedve, a változás buborékszerűen elterjedhetne, és esetleg megszüntetne mindent amit ma anyagnak vagy világegyetemnek hívunk.

Talán az történne a világegyetemmel, mint amikor mi formázunk egy adathordozót. Minden  rajta tárolt adat - beleértve bennünket is - egy pillanat alatt véglegesen elveszne.

Nem üres tér

A vákuumra általában üres térként gondolunk, de az valójában energiát tartalmaz. Ez azoknak a kvantummezőknek a rezgéseiből fakad, melyek a kvantumteret alkotják. Ezek a mezők megfelelnek az olyan kvantumrészecskéknek, mint az elektronok, kvarkok és a neutrínók. A mai napig számos fizikus igyekezett feloldani a megfigyelt és előre jelzett vákuumenergia-sűrűségek közötti eltéréseket a húrelmélet, a multiverzumok és más lehetséges elméletek segítségével. Eddig senkinek sem sikerült.

Nassim Haramein és Amira Val Baker, a Kailua Kona Egységes Fizikai Intézetének most új megközelítést javasoltak a problémára. A javasolt megoldás a holografikus elvhez hasonló. Ezen elv szerint az egy entitáson belüli információ - például egy szobában vagy egy fekete lyukban - nem az entitáson, hanem határainak felületén múlik. Egy helyiség esetében ez a falak felülete, egy fekete lyuk esetében pedig maga az eseményhorizont, illetve annak felülete.

Haramein kifejlesztett egy olyan módosítást a holografikus elvhez, ami nem csak a felszínen elérhető információt, hanem a belső információkat avagy az egész entitást is vizsgálja. Az új elméletet általánosított holografikus megközelítésnek nevezte el.

Vákuum katasztrófa

Ha az univerzumunk jelen állapotában "hamis vákuumállapotban", nem pedig valódi vákuumállapotban található, akkor a kevésbé stabil vákuum állapotból a stabilabb valódi vákuumba való lebomlás drámai következményekkel járhat. A hatások a meglévő alapvető erők , az elemi részecskék és az őket tartalmazó struktúrák teljes megszűnésétől a bizonyos kozmológiai paraméterek finom változásáig terjedhetnek, leginkább a valódi és a hamis vákuum potenciális különbségétől függően. Egyes hamis vákuum -bomlási forgatókönyvek kompatibilisek olyan struktúrák túlélésével, mint a galaxisok és csillagok vagy akár a biológiai élet, míg mások a barionos anyag vagy akár az univerzum azonnali gravitációs összeomlását jósolják. 

Max Tegmark az MIT fizikusa és Nick Bostrom oxfordi filozófus, a Nature-ben 2005-ben megjelent tanulmányukban a globális katasztrofális kockázatok vizsgálatának részeként kiszámították a Föld elpusztulásának természetes kockázatait. Az egyik figyelembe vett szcenárió az alacsonyabb energiájú vákuumállapotba való átmenet volt. Arra jutottak, hogy ha ez bekövetkezne, az eseményről minden információ csak abban a pillanatban jutna el hozzánk, melyben mi magunk is megsemmisülnénk.

Planck gömbök

„Az általános holografikus megközelítés nem feltételezi azt, hogy a felszínen található információk melyeket a külső megfigyelők észlelnek, az egész entitásban rejlő összes információt reprezentálják. Ehelyett a két információhalmaz kapcsolatát vizsgálja”- mondta Val Baker.

A megközelítés az alapvető egységek figyelembe vételével vizsgálja az univerzumot. Ez a világegyetem esetében a Planck egység, melyet Max Planck fizikusról neveztek el, aki először javasolta a bevezetését. Ha egy számítógép képernyőjén képzeljük el az univerzumot alapvető alkotóelemeket találhatunk, amelyek kombinálva létrehozzák a látott képet. A számítógép képernyőjén ezeket a legkisebb egységeket pixeleknek nevezzük. A háromdimenziós pixeleket voxelnek hívjuk, Haramein pedig Planck gömbnek (PSU) nevezte a legkisebb alkotóelemet.

Az általános holografikus szerint a gömbös rendszerben lévő információ vagy energia, az entitáson belüli és a felszínén található PSU-któl függ. A belső és a külső viszonya határozza meg a rendszer tömeg-energia sűrűségét.

Gigantikus proton

Haramein és Val Baker először egy proton tömegét vizsgálták a benne lévő PSU-k száma alapján, amiből meg tudták határozni annak tömeg-energia sűrűségét. Megállapították, hogy a protonban lévő információ egyenértékű az univerzum energia-sűrűségével.

"Ha elképzeljük, hogy egy protont kibővítünk az univerzum sugaráig, akkor megkapjuk a vákuum energia-sűrűség pontos értékét. Tehát ennek az általános holografikus megközelítésnek a segítségével meg tudjuk határozni a vákuumenergia sűrűségét a kozmológiai skálán" - mondta Val Baker.

A vákuumkatasztrófa feloldásának más kísérleteitől eltérően az általános holografikus megközelítés használata nem igényelt nagy módosításokat a működéshez, ráadásul a nagyon apró, Planck-skálától kezdve a nagyon nagy, kozmológiai skáláig mindenütt működött. A kibővített proton tömeg-energia sűrűségének értéke további meglepetésként megegyezett az univerzum sötét anyagának sűrűségével. 

A sötét anyagra annak a látható anyagra gyakorolt ​​gravitációs hatása alapján következtetnek. A mai becslések szerint az univerzum 27 százaléka lehet sötét anyag és 68 százaléka sötét energia, a többi látható anyagból áll, mint például csillagok, galaxisok és bolygók.

"Úgy gondoljuk, hogy mindez azt jelenti, hogy a sötét anyag létezése a proton potenciális energiájának köszönhető, mely az univerzum léptékében hat. Ez az a rejtett energia, amely nem áll azonnal rendelkezésre, és amelyet nem láthatunk" - tette hozzá Val Baker. 

A kutatás eredményeit a Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology folyóiratban tették közzé.

(Forrás: AJOP, HUIP Kép: Unsplash, HIUP)

Ez is érdekelhet:

Nemsokára megtalálhatjuk az ősrobbanás alkotta első fekete lyukakat, avagy a gravitációshullám-detektorok jövője A gravitációs hullámokat mindössze 5 évvel ezelőtt észlelték először a fizikusok, és ezzel egy új fizika is elkezdődött. A téridő felületében keletkező hullámok akkor keletkeznek, amikor a hatalmas tömegű fekete lyukak vagy neutroncsillagok összeütköznek.

Laborban létrehozott, mesterséges fekete lyukak - mi baj történhetne? Stephen Hawking 1974-ben felvetette a fekete lyukakról, hogy talán nem teljesen azok az éjsötét gravitációs óriások, melyeknek addig a csillagászok elképzelték őket, és ennek tetejébe spontán fényt bocsátanak ki. Ma ezt a jelenséget nevezik Hawking-sugárzásnak.

A hőenergia egy kvantumhatásnak köszönhetően átugrotta a vákuumot A kvantumfizika ismét a feje tetejére állította a klasszikus fizikát, ezúttal lehetővé téve hő átvitelét vákuumban olyan atomok vagy molekulák nélkül, amelyekre általában szükség lenne a hőátadáshoz.


 


Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.