Hřmění Higgsových bublin v mladičkém vesmíru  
Jestli v raném vesmíru bublalo Higgsovo pole, tak ozvěny srážek bublin mohly vyvolat gravitační vlny, zachytitelné přístroji příští generace.


 

Zvětšit obrázek
Higgsovy bubliny v simulaci. Kredit: University of Helsinki.

Jak je známo, nedávno víceméně objevený Higgsův boson hraje klíčovou roli ve vysvětlení hmotnosti elementárních částic. Tyto hmotnosti jsou přitom rozhodující v mnoha zásadních mikroskopických dějích, takže Higgsův boson vlastně má na náš vesmír významný vliv. Zároveň není tajemstvím, že mezi vědci bobtná rozčarování nad předpisovým chováním Higgsova bosonu. Zatím totiž funguje přesně podle příručky, tedy podle předpovědí Standardního modelu, a nenechává žádný prostor pro novou fyziku. Mnozí vědci se ale nevzdávají a hledají další a další skuliny, kterými by bylo možné z Higgsova bosonu a teorií kolem něj vytěžit něco ještě zajímavého.

 

Zvětšit obrázek
David Weir, Kredit: University of Helsinki.

Podle Davida Weira z finské Helsinské univerzity a jeho kolegů je jednou z možností naslouchat vesmíru, kde by mohlo být ještě slyšet pradávné hřmění bublin Higgsova pole, které těsně souvisí s Higgsovými bosony a prostupuje celým vesmírem. Higgsovo pole je skalární pole, čili má v každém bodě jediný číselný údaj. Ze Standardního modelu vyplývá, že se Higgsovo pole zapnulo v celém vesmíru najednou, 100 pikosekund po Velkém třesku.

 

 

Zvětšit obrázek
Standardní model a Higgsovo pole. Kredit: M. Strassler (2011).

Nicméně, podle teorií, které se rozprostírají do divočiny za Standardní model, se zapnutí Higgsova pole odehrálo mnohem dramatičtěji. Jako když se začíná vařit voda v konvici na čaj. Mžik po Velkém třesku ve žhavé a husté hmotě vesmíru bublalo Higgsovo pole. Kde se objevily jeho bubliny, tam mladičké částice vesmíru náhle získávaly hmotnost. A když se stěny bublin vroucího Higgsova pole střetly, tak podle těchto představ zachvěl časoprostor a vznikly gravitační vlny.

Zvětšit obrázek
Události vedoucí k objevení Higgsova bosonu. Kredit: CERN/ ATLAS & CMS Collaborations.

Vědci až do teď měli za to, že i kdyby tyhle vlny vznikly, tak by dnes byly už tak slabé, že bychom je nebyli schopní zachytit.

 

Weir a spol. s tím ale nesouhlasí. Uskutečnili první trojrozměrnou simulaci bublin Higgsova pole, do níž zahrnuli interakci s horkou hmotou raného vesmíru. Z jejich výsledků vyplývá, že rostoucí bubliny Higgsova pole by měly do horkého guláše částic předávat energii a tím v něm vyvolávat rázové vlny, tedy vlastně zvuk, hřmění. Ozvěnou jejich hřmění by pak mohly být takové gravitační vlny, které by bylo možné zachytit i v dnešním vesmíru. Wier věří, že to zvládne příští generace přístrojů.

 

Časem se ukáže, jestli tu takové gravitační vlny jsou anebo ne. Pro Weirův tým každopádně bylo překvapením už to, že hřmění Higgsových bublin mohlo hrát v raném vesmíru poměrně významnou roli.

 

 

VIDEO:   Bubbles in early universe create Higgs thunder  Kredit: NewScientist

Literatura

NewScientist 19. 2. 2014, Physical Review Letters 112: 041301, Wikipedia (Higgs boson).

 

Datum: 21.02.2014 08:04
Tisk článku

Zlé dievčatá z Biblie - Higgsová Liz Curtisová
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 288 Kč
cena: 270 Kč
Zlé dievčatá z Biblie
Higgsová Liz Curtisová
Související články:

Fyzici plánují chytat přízračné částice, které utíkají z urychlovače     Autor: Stanislav Mihulka (29.05.2018)
Tvoří temnou hmotu černé minidíry z úsvitu vesmíru?     Autor: Stanislav Mihulka (08.04.2018)
První pozorování obdoby Higgsova bosonu v supravodiči     Autor: Stanislav Mihulka (21.02.2015)
Spasila čerstvě zrozený vesmír gravitace?     Autor: Stanislav Mihulka (21.11.2014)
Experiment LHCb hlásí další vítězství standardního modelu     Autor: Vladimír Wagner (13.11.2012)



Diskuze:

Ten omyl je generován kvantovou představou

Leopold Kyslinger,2014-02-21 13:16:59

gravitonu. Jenže na zmiňované artefakty (černou díru) nejde aplikovat kvantovou mechaniku. Gravitace z černé díry "neutíká." Gravitace černé díry je způsobená deformací časoprostoru.

Odpovědět


Xavier Vomáčka,2014-02-21 15:02:44

Nevím co znamená pojem "uniká", ale stejně jako gravitace tak i elmag síla působí pomocí výměny virtuálních částic, pro které některé omezení neplatí. Z toho důvodu může být černá díra i elektricky nabitá a bude se tak projevovat navenek. Každá černá díra je přece charakterizována: hmotností, el. nábojem a moment hybnosti. A graviton jako virtuální výměnná částice má stejnou funkci jako virtuální foton (zpostředkování interakce formou virtuální výměny virtuálních částic). Takže stejně jak bude díra elektricky nabitá, tak bude i na kvantové úrovni půosbit výměnou virtuálních (zatím hypotetických) gravitonů.

Odpovědět

Myslím si, že zvukové vlny hrají větší roli než

Karel Rabl,2014-02-21 08:35:34

se zdá jak jsem již na oslovi psal a je docela pravděpodobné že jsou odpovědny za gravitaci.
1 čím větší hvězda tím jsou vlny silnější.
2 musí se mezihvězným prostorem pohybovat
přinejmenším nadsvětelnou rychlostí.
3.z černé díry světlo neunikne, kdežto gravitace ano

Odpovědět


Jakub Rint,2014-02-21 17:57:12

Na základě čeho toto tvrdíte?

Odpovědět


Petr Jíčínský,2014-02-21 23:14:13

Jestli se rázové Higgsovy vlny šíří nadsvětelně, pak nemáte možnost detekovat jejich původ, protože nadsvětelné dění nešíří informaci. Čili teorie je to snesitelná, ale protože je neověřitelná, řadíte svou domněnku k dalším hypotézám bez verifikace.

Odpovědět


Jiří Havránek,2014-02-22 13:53:19

Petr Jičínský: Ve chvíli, kdy bude schopnost detekovat gravitační vlny a současně bude známa rychlost šíření gravitačních vln, pak zcela jistě bude možné získat informace a vyšetřit jejich původ i kdyby rychlost šíření gravitačních vln byla nadsvětelná

Odpovědět


Prostou ůvahou.

Karel Rabl,2014-02-22 18:08:53

Tím myslím logickou.

Odpovědět


Petr Jíčínský,2014-02-22 23:56:48

Jiří Havránek: Mě by jen zajímalo, jak daleko je to od reality. Předpokladem je zachycení gravitačních vln, to beru. Jenže těch zdrojů může být mnoho a nevím, jak by šlo zjistit jejich rychlost. Reliktní záření je jasné, tam je známo, že je to všesměrové elektromagnetické vlnění a stačí namířit spektrometry do vesmíru. Jak chcete zjistit rychlost rázové gravitační vlny? Nebo vycházíte z předpokladu, že gravitační vlny mají stejnou vlastnost jako elektromagnetické pole, tudíž, že se šíří stejnou rychlostí jako je tomu u světla, a tedy by stačilo změřit gravitační vlnu ze soustavy o známé hmotnosti a tím bychom věděli vše?

Odpovědět


Jiří Havránek,2014-02-23 01:31:35

Pokud v dostatečné blízkosti dojde ke srážce hmotných těles a budou na dostatečné škále připraveny detektory, pak by mělo dojít k ostrému zlomu v detekovaném vlnění. Z tohoto by mělo jit potřebná data vypočítat. Rychlost? Ta dle mého názoru bude závislá na hustotě energie vakua, tedy samozřejmě i na fázovém stavu vakua. Rázová vlna? Podle toho jak ji chápu, by její čelo tvořila fáze vákua o vyšší energii šířící se právě rychlostí gravitačního vlnění, je pak otázka, co by zbylo z informací za tímto reverzním fázovým přechodem (tedy i z nás).

Odpovědět


Jiří Havránek,2014-02-23 01:56:57

Ještě k rázové vlně, při dosažení určité vzdálenosti od zdroje by měla právě díky snížení energie růstem zasažené plochy postupující fází dojít k přechodu na gravitační vlnění v oboru našeho vakua.

Odpovědět


Petr Jíčínský,2014-02-23 02:53:29

Jiří Havránek: Jsem je laik, ale nejde mi do hlavy věta "při dosažení určité vzdálenosti od zdroje by měla právě díky snížení energie růstem zasažené plochy postupující fází dojít k přechodu na gravitační vlnění v oboru našeho vakua". Vzhledem ke zdroji těchto vln (100 pikosekund po velkém třesku) jsou všechny objekty ve vesmíru vzdáleny od zdroje prakticky stejně (v té době neexistovaly ani elementární částice včetně fotonu), takže rozdíl snížení energií na škále miliard světelných let se jeví jako technicky neměřitelná veličina.

Odpovědět


Jiří Havránek,2014-02-23 13:49:27

Z toho článku vyplývá, že Higgsovo pole bylo podle standardního modelu zapnuto v celém vesmíru 100 pikosekund po VT, tedy že v okamžiku VT měl vnější prostor nenulovou hustotu energie a dle tohoto článku mají autoři zcela zřejmou představu, že díky spontánním fázovým přechodům struktur během VT a expanzím do prostoru s Higgsovým polem bude nutně docházet k rázovým vlnám šířícím se Higgsovým polem, které my můžeme detekovat jako gravitační.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace