Zlikvidoval by koktejl Higgsova bosonu s inflací mladý vesmír?  
Kupodivu to vypadá, že by mohl. Higgs by měl být ve spojení s inflací pro vesmír zničující. Jenže vesmír podle všeho existuje a daří se mu vcelku obstojně. Kde se stala chyba?



 

Zvětšit obrázek
Nad BICEP2 se vznáší polární noc a spousta pochybností. Kredit: Steffen Richter, Harvard University.

Vrcholová fyzika posledních měsíců žije dvěma skvostnými objevy. Ulovením Higgsova bosonu na Velkého hadronovém srážeči (LHC) a pozorováním polarizace B modů reliktního záření na teleskopu BICEP2 polární stanice Amundsen-Scott, které by mělo být prvním hmatatelným důkazem kosmologické inflace na úsvitu vesmíru. Jejich osud je ale přitom stále na vážkách. Ohledně Higgsova bosonu je stále spousta otazníků a všichni čekají na spuštění upgradovaného LHC, které by mohlo leccos osvětlit. Ještě mnohem horší je situace kolem pozorování teleskopu BICEP2, které bylo závažným způsobem zpochybněno a samotní autoři objevu si už nejsou tak úplně jistí, co vlastně zachytili.

 

Zvětšit obrázek
Utopila by kosmická inflace vesmír v Higgsově poli? Kredit: Robert Hogan.

Do této vřavy teď hodili odjištěný granát fyzici Malcolm Fairbairn a Robert Hogan z King"s College London. Na Národním setkání astronomů Královské astronomické společnosti v britském Portsmouthu oznámili, že podle jejich výpočtů by se vesmír, v němž by existovaly Higgsovy bosony a zároveň fungovala kosmologická inflace, sám záhy zlikvidoval. Do jedné sekundy po svém vzniku v explozi Velkého třesku. Jaká to ironie! Dva největší objevy současné fyziky se podle Fairbairna a Hogana nevejdou do jednoho vesmíru.

 

Zvětšit obrázek
Objev Higgsova bosonu na LHC. Kredit: CERN.

Změření polarizace B modů reliktního záření teleskopem BICEP2 vyvolalo v březnu letošního roku bujaré veselí. Pak se přivalila vlna pochyb, nactiutrhačství a kontroverzí, která táhne ke dnu naděje týmu BICEP2  na Nobelovy ceny. A Fairbairn s Hoganem jim zrovna moc nepomohli. Snažili se zjistit, co pozorování BICEP2 vlastně znamenají pro stabilitu našeho vesmíru. A atraktivní Higgsovy bosony samozřejmě nemohli vynechat. Podle toho, co jsme zatím viděli na Velkém hadronovém srážeči, sedí náš vesmír v pomyslném údolí hodnot Higgsova pole a je mu tu dobře. Higgsovo pole by mělo prostupovat vesmír a těsně souviset s tím, že částice mají hmotnost.

 

Zvětšit obrázek
Co to vlastně naměřili na BICEP2. Kredit: BICEP2 Collaboration.

Potíž je v tom, že vedle leží jiné údolí Higgsova pole, mnohem hlubší. Náš vesmír by před pádem do tohoto údolí měla naštěstí chránit velká energetická bariéra. Fairbairn a Hogan nicméně tvrdí, že pokud by se v mladičkém vesmíru rozeběhla kosmologická inflace, tak by celý tehdejší vesmír odkopla do vedlejšího údolí Higgsova pole. To by znamenalo naprostou zkázu. Náš vesmír by se bezprostředně po Velkém třesku opět zhroutil ve Velkém křachu (Big Crunch).

 

Jenže, pokud se autorovi komentáře celý tenhle vesmír nezdá, tak se ta šílená věc nestala. Vesmír stále existuje, podle všeho skoro 14 miliard let a Velký křach ho na samotném počátku nezničil. Očividně je někde něco špatně. Zaprvé, Fairbairn s Hoganem se mohli splést. Zadruhé, pozorování BICEP2 jsou možná špatně a to se teď jeví jako ta nejpravděpodobnější možnost. Fairbairn a Hogan ještě ale optimisticky přidávají třetí možné vysvětlení. Kdyby podle nich bylo měření polarizace B modů reliktního záření na teleskopu BICEP2 přece jen správně, tak by měl existovat nějaký, nám zatím neznámý mechanismus, který mladý vesmír zachránil před zhroucením do Velkého křachu. Ukazovalo by to, že za Standardním modelem existuje nějaká nová částicová fyzika. A tu bychom pak mohli nadšeně objevovat.

 

 

Video: "Higgs Boson: A Natural Disaster!" featuring Kyle Cranmer. Kredit: K. Cranmer.

 


Literatura

Royal Astronomical Society News 24. 6. 2014, Physical Review Letters 112: 201801, Wikipedia (Higgs boson/ Higgs field).

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 04.07.2014 08:11
Tisk článku

Teorie velkého třesku a filosofie - Neumanová Olga
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 254 Kč
Teorie velkého třesku a filosofie
Neumanová Olga

Diskuze:

Už 5.článok, ktorý podporuje hypotézy Double BB

Rene Mikolas,2014-07-06 06:54:48

Citujem: sa objavilo třetí možné vysvětlení. Kdyby podle nich bylo měření polarizace B modů reliktního záření na teleskopu BICEP2 přece jen správně, tak by měl existovat nějaký, nám zatím neznámý mechanismus, který mladý vesmír zachránil před zhroucením do Velkého křachu.
HYPOTEZA DOUBLE BIG BANGS.
ČO BY NASTALO PO DRUHEJ SINGULARITE?
Po Double singularite, vedú obe zmienené udalosti (Bangs v simulovaných časoch kratších než krátke) k rázovej vlne dvoch hmôt (rozdielu dvoch exponenciálne spôsobených inflácií a z nich vyplývajúcich interakcií “Hmoty a Tmavej hmoty”), teda k rázovej vlne obidvoch hmôt (roztvorenie priestoru a času), ktorá by veľmi pravdepodobne bola tvorená eldorádom gravitačných vĺn (rastúcich do maxima a po maxime utlmujúcich sa).
Veľkému krachu to nezabráni, ale za podstatne dlhší čas ako 1 sekunda. Náš vesmír je teda na druhej strane Higgsovho poľa .
Prečo k rázovej vlne?
Prvý tresk roztvoril svoj čas a priestor a tým aj "nestabilnú škrupinu" do ktorej prišiel druhý tresk. Pred treskami Energia a Tmavá energia neinteragujú. Po akte treskov začína interakcia vytváraných Hmoty a Tmavej hmoty - preto rázová vlna.

Odpovědět

Moc jsem to nepochopil.

David L,2014-07-05 16:30:10

Že "vedle leží jiné údolí Higgsova pole, mnohem hlubší", to nějak naměřili? (Doufám, že ne.)

Odpovědět


Ovšemže to neměřili

Pavel A1,2014-07-05 16:43:35

Existence tohoto druhého údolí (či spíše nekonečného srázu) vyplývá z výpočtu potenciální energie Higgsova pole podle standardního modelu. Problém ale je, že v tomto "údolí" by měl Higgsův boson hmotnost daleko přesahující rozsah energií, pro které je standardní model platný. Takže pravděpodobně, až fyzikové najdou teorii přesnější, než je standardní model, to druhé údolí zmizí (protože Vesmír zcela zřejmě existuje).

Odpovědět

hmota a antihmota

Miroslav Sukenik,2014-07-05 12:43:16

Myšlienka explózie hmoty a implózie antihmoty je zaujímavá, ale potom by vo Vesmíre neexistovalo CMB žiarenie (reliktné fotóny vznikajú anihiláciou hmoty a antihmoty). Okrem toho by sme zrejme nepozorovali ani narušenie CP symetrie.

Odpovědět


Ve vesmíru není nic černobílé.

Martin Jahoda,2014-07-06 00:43:55

K zhroucení antihmoty určitě neproběhlo hned ale vesmír s hmotou a antihmotou současně existoval určitou dobu - v článku se uvádí, že by se měl držet 1 sekundu. Po tuto dobu by docházelo k interakci - anihilaci - hmoty a antihmoty. Z množství reliktních fotonů a znalosti množství hmoty ve vesmíru a znalostí jak rychle po velkém třesku ve vesmíru tvořeném hmotou a antihmotou docházelo k anihilaci, tak by šlo spočítat jak dlouho existoval vesmír s oběma druhy hmoty. Pak se antihmota dostala do nesprávného "údolí" iggsova pole a zmizela ze scény.

Odpovědět

A co kdyz je to vsechno dobre

Martin Jahoda,2014-07-05 10:47:56

Jen na zacatku se zrodila hmota a antihmota a ta antihmota se dostala do toho druhého "údolí" Higgsova pole a tam implodovala. Prostě jako na kraji černé díry. Hmota explodovala a zůstala na té správné straně, zatímco antihmota spadla na tu "špatnou" a tam se vrátila do singularity... Tím svoji energii antihmota vlastně přenechala naší hmotě a umožnila vznik vesmíru bez antihmoty.....

Odpovědět

Bicep2 kontra Higgsova častica

Miroslav Sukenik,2014-07-05 10:02:33

S meraniami Bicep2 súvisia dva fakty a jeden predpoklad.
1: Existencia Vesmíru - nespochybniteľný fakt.
2: Existencia Higgsovej častice a Higgsovho poľa - fakt potvrdený Nobelovou cenou.
3: Nájdenie B - módov polarizácie reliktového žiarenia. To, že za to môže inflácia je len predpoklad, ktorý je v rozpore s bodmi 1 a 2.
Preto je treba buď hľadať nové fyzikálne mechanizmy, alebo vylúčiť infláciu. Vylúčenie inflácie je jednoduchšie a teda pravdepodobnejšie (v zhode s Occamovou britvou). Dnes existuje dosť kozmologických modelov, ktoré infláciu nepotrebujú.
Za namerané B-módy polarizácie je zrejme zodpovedný kozmický prach. Bude treba počkať na výsledky merania satelitu Planck.

Odpovědět

Je to nesmysl

Pavel A1,2014-07-04 19:42:46

Pánové Malcolm Fairbairn a Robert Hogan vycházejí ze tří (skrytých) předpokladů:

1. Částice objevená na LHC je skutečně Higgsův boson a jeho vlastnosti jsou změřené správně

2. BICEP2 skutečně změřil priomordální gravitační vlny a změřil správně jejich vlastnosti

3. Inflaci lze popsat standardním modelem

Zatímco předpoklad 1 je pravděpodobně dobře a o předpokladu dvě se vedou spory, předpoklad 3 je zcela jistě chybný - v epoše inflace probíhaly jevy, které přibližný standardní model popsat neumí. Například samotné iflatonové pole, které způsobilo inflaci, je zcela mimo rámec standardního modelu.

A protože z nesprávného předpokladu lze vyvodit libovolný nesmysl, je i ten jejich závěr nesmyslný. Že se mýlí, se může každý přesvědčit sám - Vesmír očividně existuje.

Odpovědět

Velmi zajímavé zda se nezrodila nová hypoteza

František Řeřicha,2014-07-04 18:59:28

Že gravitační síla, tedy spíš gravitační interakce, je jiným zorným úhlem vidění, „projevem křivosti časoprostoru“, to už fyzikové obecně uznali a laikové jakž-takž pochopili. Proto by nemuselo být k údivu, že i elektromagnetické pole bude také „nějakým“ stavem křivosti časoprostoru, a pakliže ano, pak lze usuzovat, že každé fyzikální pole je stavem nějaké křivosti časoprostoru. Nebude tedy úchylné se domnívat, že i Higgsovo pole je „jistým stavem křivosti časoprostoru“. Bude-li se tímto směrem ubírat úvaha na položenou otázku v článku : zda inflace – obrovské rozepnutí prostoru ( při „zamrznutí“ času ) by mohla zničit Higgsovo pole ( což je svou podstatou opět jen jistý stav křivosti-zvlnění časoprostoru, který se možná vyvíjel ke dnešku postupně ), pak je to velmi, velmi ožehavá otázka. Dokonce by se v úvahách o tom dalo spekulovat, zda inflace ( toho typu jak se dnes presentuje ) vůbec byla, zda se neodehrálo rozpínání Vesmíru, respektive časoprostoru, pod jinou křivkou, právě v souladu s tvorbou a proměnou toho Higgsova pole.

Odpovědět

Marek Dendes,2014-07-04 10:38:04

otzake nestosji ci je zle meranie BICEP2 .. ono samo o sebe moze byt chybne, ale to nevyvracia ze inflacia je realna vec .. takze tie moznosti by skorej mali byt

1/ Fairbairn a Hogan sa mylia
2/ existencia inflacie je omyl
3/ existencia higgsa je omyl
4/ existuje este nejka "skryta fyzika" ktora zachrani inflaciu aj higgsa

bod 4/ vlastne znamena bod 1/ .. mylia sa vo svojom vypocte pretoze tu je este nejaka skryta fyzika ktoru v nom nemaju zahrnutu :)

ak plati 2/ ma moderna kozmologia dost velky pruser .. ak plati 3/ ma dost velky pruser standardny model ..

osobne tipujem na 1/ (bez rozsirenia spomenuteho v 4/)

:)

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni