Articles

Co Hawking opravdu myslel

Posted by admin

pokud jste vědeckým nadšencem, Tento týden jste se pravděpodobně setkali s titulky, které tvrdí, že fyzik Stephen Hawking si myslí, že Higgsův boson způsobí konec vesmíru.

Toto je čelist-svržení zkreslení vědy. Vesmír je Bezpečný a bude po velmi dlouhou dobu-po biliony let.

abychom pochopili, jak ohavně byla Hawkingova slova zkroucená, musíme nejprve pochopit jeho prohlášení. Abych jen trochu parafrázoval, Hawking řekl, že ve světě, ve kterém Higgsův boson a další základní částice-horní kvark-mají masy, které vědci měřili, je vesmír v metastabilním stavu.

metastable v podstatě znamená “ druh stabilní.“Tak co to znamená? Podívejme se na příklad. Vezměte tágo a položte jej na kulečníkový stůl. Tágo je stabilní, nikam to nevede. Vezměte stejnou narážku a vyvážte ji na prst. To je nestabilní; za téměř všech okolností, tágo spadne.

analogií pro metastabilní objekt je barová židle. Za téměř všech okolností bude stolička sedět po celou věčnost. Pokud však narazíte na stoličku dostatečně tvrdě,spadne. Když stolička spadne, je stabilnější, než byla, stejně jako tágo u bazénu ležící na stole.

nyní musíme přinést vesmír a zákony, které ho řídí. Zde je důležitý hlavní princip: vesmír je líný-obří, kosmický gaučový brambor. Pokud je to vůbec možné, vesmír vymyslí způsob, jak se přesunout do nejnižšího energetického stavu, jaký může. Jednoduchá analogie je míč umístěný na straně hory. Sjede se po úbočí hory a odpočine si na dně údolí. Tato koule pak bude ve stabilní konfiguraci.

vesmír je stejný. Po vytvoření kosmu se pole, která tvoří vesmír, měla uspořádat do nejnižšího možného energetického stavu.

existuje předběžná podmínka. Je možné, že v energetickém svahu by mohla být malá „údolí“. Jak se vesmír ochladil, mohl být chycen v jednom z těch malých údolí. V ideálním případě by vesmír chtěl spadnout do hlubšího údolí níže, ale mohl by být uvězněn.

Toto je příklad metastabilního stavu. Dokud je malé údolí dostatečně hluboké, je těžké se z něj dostat. Ve skutečnosti je pomocí klasické fyziky nemožné se z ní dostat.

Nežijeme však v klasickém světě. V našem vesmíru musíme vzít v úvahu povahu kvantové mechaniky. Existuje mnoho způsobů, jak popsat kvantovou říši, ale jednou z nejdůležitějších vlastností je „vzácné věci se stávají.“V podstatě, kdyby byl vesmír uvězněn v malém údolí metastability, mohl by nakonec tunelovat z údolí a spadnout dolů do hlubšího údolí níže.

jaké jsou tedy důsledky toho, že vesmír sklouzne z jednoho údolí do druhého? Pravidla vesmíru se řídí údolím, ve kterém se nachází. V metastabilním údolí, které definuje náš známý vesmír, máme pravidla fyziky a chemie, která umožňují, aby se hmota shromáždila do atomů a nakonec nás.

pokud by vesmír vklouzl do jiného údolí, pravidla, kterými se řídí hmota a energie, by byla jiná. To mimo jiné znamená, že částice, jako jsou kvarky a leptony, mohou být nemožné. Známé síly, které řídí interakci těchto částic, nemusí platit. Zkrátka není důvod si myslet, že bychom vůbec existovali.

měli bychom nějaké varování, pokud k tomuto přechodu došlo? Vlastně bychom neměli vůbec žádné varování. Pokud by někde ve vesmíru vesmír provedl přechod z metastabilního údolí do hlubšího, fyzikální zákony by se změnily a zametly rychlostí světla. Jak rázová vlna prošla sluneční soustavou, jednoduše bychom zmizeli, protože zákony, které řídí záležitost, která nás tvoří, přestaly platit. V jednu chvíli bychom tu byli, v další bychom byli pryč.

Vrátíme-li se k původní otázce, co nám o tom říká Higgsův boson? Ukazuje se, že můžeme použít standardní Model, abychom nám řekli, zda jsme ve stabilním, nestabilním nebo metastabilním vesmíru.

víme, že nežijeme v nestabilním, protože jsme tady, ale další dvě možnosti jsou otevřené. Takže, jaká je odpověď? Závisí to na dvou parametrech: hmotnosti horního kvarku a hmotnosti Higgsova bosonu.

pokud budeme sledovat naše chápání standardního modelu v kombinaci s našimi nejlepšími měřeními, zdá se, že žijeme v metastabilním vesmíru, který by jednoho dne mohl zmizet bez varování. Může vám být odpuštěno, pokud berete toto prohlášení jako důvod k tomu, abyste si dnes večer dopřáli nějakou vzácnou pochoutku.

ale než se příliš rozhazujete, věnujte pozornost několika slovům opatrnosti. Pomocí stejného standardního modelu, který jsme použili k určení, zda je vesmír metastabilní, můžeme předpovědět, jak dlouho bude pravděpodobně trvat, než kvantová mechanika nechá vesmír sklouznout z metastabilního údolí do stabilního: bude to trvat biliony let.

lidstvo existuje jen asi 100 000 let a slunce vyroste na červeného obra a spálí Zemi asi za 5 miliard let. Vzhledem k tomu, že mluvíme o vesmíru existujícím jako metastabilní stav po biliony let, možná by dnešní přílišné zasunutí mohlo být špatným nápadem.

je důležité si uvědomit, že nalezení Higgsova bosonu nemá žádný vliv na to, zda je vesmír v metastabilním stavu. Pokud žijeme v metastabilním vesmíru, je to tak od doby, kdy byl vesmír vytvořen. Objev Higgsova bosonu nemá vůbec žádný vliv na to, zda je vesmír v metastabilním stavu.

Vrátíme-li se k původním, přehnaně mediálním příběhům, je vidět, že tam bylo jádro pravdy a sud plný hysterie. Nehrozí žádné nebezpečí a je zcela v pořádku pokračovat ve sledování s velkým zájmem zpráv o objevu a pečlivém měření Higgsova bosonu. A ano, zítra musíš jít do práce.

verze tohoto článku byla dnes publikována ve Fermilabu.

Related Post