ウニヴェソがどのような結末を迎えるのかは、すでに多くの人が疑問を呈しており、誰もが興味をそそられる内容だ。私たちが生きているうちに宇宙が終焉を迎える可能性は極めて低いことがわかっていますが、これは依然として物理学者の注目を集めているものです。その理由の 1 つは、すべての終わりを理解することで、すべての起源も説明できるからです。
宇宙の起源と進化を説明する最も受け入れられているモデルの 1 つは、ビッグバンを説明する ΛCDM として知られています。さらに、暗黒エネルギーの分布に応じて、モデルによって記述される結末は「熱的死」と呼ばれるものに収束します。つまり、エントロピーが最大状態に達し、それ以上の物理プロセスは発生せず、宇宙は凍結されるでしょう。
最近、研究者のグループが、宇宙の死の可能性の一つについて説明した論文を発表しました。さらに、グループは、この結末はずっと前にすでに起こっていた可能性があるが、私たちがまだここにいるのには理由があることを発見しました。そしてこれらすべては、発見されたときに非常に有名になった粒子、ヒッグス粒子によるものです。
ヒッグス粒子
ヒッグス粒子のアイデアは、1960 年代に物理学者ピーター ヒッグスによって提案され、後に彼の研究によりノーベル物理学賞を受賞しました。ヒッグス粒子はヒッグス粒子として知られており、ヒッグス場と呼ばれる場に関連付けられています。この場は宇宙全体に同じ値で存在し、基本粒子とこの場との相互作用が質量を与える原因となります。
ヒッグス場は宇宙全体で同じ特性と値を持つため、相互作用と質量はどこでも同じです。ヒッグス粒子の発見により、ヒッグス場を記述するモデルが確認されました。これは物理学の分野で、また粒子と時空全体にわたる粒子の相互作用を記述する標準モデルの進歩にとって重要な研究でした。
宇宙の始まり
プランク時間として知られる宇宙の最初の瞬間は現在の物理学では記述できず、モデルの大幅な進歩が必要です。しかし、プランクの時代のすぐ後に、私たちは現在の知識を使ってビッグバンをある程度正確に説明することができました。現象の 1 つは、これらの初期の瞬間に発生したインフレプロセスです。
インフレーションは宇宙の最初の加速と考えられており、宇宙は一瞬のうちにオレンジの大きさから銀河の大きさになったと推定されています。インフレーションの原因は依然として物理学者によって研究されており、ヒッグス場が役割を果たしたと示唆する人もいます。さらに、密度の変動により、膨張中にブラックホールが生成された可能性があります。
原始ブラックホール
密度変動が増幅されたインフレーション中に発生した可能性のあるブラックホールは、原始ブラックホールと呼ばれます。原始ブラックホールを提案し研究した物理学者の一人は、スティーブン・ホーキング博士です。ホーキング博士のような重要な研究にもかかわらず、これらのブラック ホールは観測されたことがなく、その存在も確認されていません。
ホーキング博士は、ブラック ホールが蒸発するプロセスであるホーキング放射のアイデアにも貢献しました。ブラックホールが小さければ小さいほど、より速く蒸発し、放射線を放出します。したがって、原始的である可能性のある非常に小さなブラックホールは、宇宙の初期の瞬間にかなりの熱またはエネルギーの源である可能性があります。
宇宙は終わるはずだった
最近、イギリスの物理学者によって発表された論文では、ヒッグス場が安定していない可能性が研究されています。これは、フィールドの状態が変化する可能性があることを意味します。これは、水が液体から蒸気に変化するものと考えることができます。ただし、フィールドの状態が変化すると、粒子の質量値のすべての相互作用が連鎖反応を引き起こす可能性があります。
これが起こるためにはかなりのエネルギー源が必要であり、研究によると、原始ブラックホールはこのエネルギーを熱の形で提供した可能性があるという。これが起こった場合、ヒッグス場は他の特性を持つか、粒子の質量さえ生成しない可能性があります。これは、宇宙がずっと前に終わっていた可能性があることを示しています。
なぜ私たちはまだここにいるのでしょうか？
もし宇宙がヒッグス場にのみ依存し、したがってその粒子としての現れに依存しており、原始ブラックホールが宇宙を破壊していた可能性があるとしたら、なぜ私たちはここにいるのでしょうか?最も単純な答えは、結局、原始ブラックホールは存在しなかった可能性があるということです。これは、なぜ私たちがそれらを観察しなかったのか、そしてなぜCMBのようなデータでそれらの証拠を見られなかったのかを説明するでしょう。
それにもかかわらず、ヒッグス場が安定していなければ、いつでも状態が変化する可能性があることは不可能ではありません。エネルギーには、それを変化させる自然な不確実性があり、その状態を変えるのに十分なエネルギーがある可能性は低いということを覚えておいてください。しかし、宇宙が138億年を生き延びたとすれば、それが実現したとしてもさらに数十億年は生き続けることになる。いずれにせよ、私たちは救われました。
ニュース参照:
浜出ら。原始ブラックホールは真の真空苗床であるarXiv
