|
Chcesz wiedzieć więcej? Zamów dobrą książkę. Propozycje Racjonalisty: | | |
|
|
|
|
Nauka » Astronomia » Kosmologia
Bozon Higgsa kontra Mózgi Boltzmanna Autor tekstu: Sean M. Carroll
Tłumaczenie: Paulina Wojciechowska
Kim Body i ja właśnie napisaliśmy nową
publikację, chyba z moim najbardziej ulubionym tytułem ze wszystkich prac:
Can the Higgs Boson Save Us From the
Menace of the Boltzmann Brains? (Czy bozon Higgsa może uratować nas przed
mrocznym widmem mózgu Boltzmanna?)
Kimberly K. Boddy, Sean M. Carroll
(Praca nadesłana 21.08.2013)
Standardowy
model ΛCDM (*standardowy model
kosmologiczny wszechświata z Wielkim Wybuchem, gdzie zakłada się istnienie
we wszechświecie stałej kosmologicznej oznaczanej literą lambda i zimną
ciemną materią, przyp. Tłum) doskonale
pasuje do współczesnych obserwacji kosmologicznych, ale napotykamy w nim
potencjalnie poważną kwestię mózgów Boltzmanna. Gdy wszechświat osiągnie
fazę próżni de Sittera, która naprawdę trwa wiecznie, w pustej
przestrzeni będzie panować skończona temperatura i odpowiadające jej
fluktuacje. Tymi fluktuacjami będą m.in.
inteligentni obserwatorzy, jak też konfiguracje, które odtworzą dowolny
lokalny obszar obecnego wszechświata z dowolną dokładnością. W pracy
omawiamy możliwość uniknięcia tej nieakceptowalnej sytuacji przy pomocy
znanych praw fizyki: niestabilności próżni indukowanej polem Higgsa. Uniknięcie
mózgów Boltzmanna w sposób niezależny od metryki wymaga skali czasu
rozpadu rzędu obecnego wieku wszechświata, co można osiągnąć jeżeli
masa efektywna kwarku t wynosi w przybliżeniu 178 GeV. W przeciwnym razie
potrzebujemy nowych praw fizyki lub konkretnej metryki kosmologicznej, zanim będziemy
mogli potraktować model ΛCDM jako sukces doświadczalny.
Stosujemy tu pewne szokujące pomysły do
bardzo realistycznych praw fizyki. Między innymi, sugerujemy, że masa kwarka
t może być większa niż się powszechnie sądzi oraz, że nasz wszechświat
rozpadnie się w przeciągu około najbliższych 10 miliardów lat. Oto nieco
rozwlekłe wyjaśnienie.
Małpy w pokoju (Infinite_monkey_theorem), uderzające w przypadkowe klawisze na maszynach
do pisania, w końcu „wyprodukują" doskonałą kopię „Hamleta". Zakładając,
oczywiście, że ich pisanina jest całkowicie przypadkowa oraz, że trwa to
dostatecznie długo. Tak naprawdę potrzebny jest baaardzo długi okres czasu, o wiele większy niż obecny wiek wszechświata. Zatem jest to zabawny
eksperyment myślowy, a nie realna propozycja tworzenia nowych dzieł
literackich (albo starych).
Istnieje pewna interesująca cecha tego, co
nasze małpy z eksperymentu myślowego stworzą. Załóżmy, że znajdziesz małpę,
która właśnie napisała pierwszy akt „Hamleta" ze stuprocentową wiernością
wobec oryginału Shakespeare’a. Pomyślisz może „aha, tak to się dzieje" I będziesz czekać na pojawienie się aktu drugiego jako następnego. Ale według
warunków eksperymentu, to, co dalej napisze małpa, powinno być doskonale
przypadkowe (przez co mamy na myśli, wybrane z jednorodnego rozkładu wśród
wszystkich dozwolonych znaków typograficznych), a zatem niezależnych od
tego, co pojawiło się wcześniej. Prawdopodobieństwo tego, że rzeczywiście
pojawi się akt drugi tylko dlatego, że właśnie dostałeś akt pierwszy,
jest nadzwyczaj małe. Na każde jedno zdarzenie, gdy twoje małpy napiszą
dokładną wersję „Hamleta", napiszą ją nieprawidłowo olbrzymią
liczbę razy — pojawią się małe błędy, duże błędy, wszystkie słowa
ze sztuki, ale w przypadkowej kolejności, cały tekst od końca do początku,
niektóre sceny, a inne nie, wszystkie wersy, ale wypowiadane przez inne
postaci, itd. Zakładając, że jakiś fragment odpowiada wiernie oryginałowi,
nadal jest ogromnie prawdopodobne, że fragmenty przed i po nim stanowią
przypadkowy szum.
To jest, w pigułce, kwestia mózgów Boltzmanna (Boltzmanns
anthropicbrain). Teraz zastąp swoje piszące na maszynach małpy pudełkiem
atomów o określonej temperaturze i pozwól, by atomy te zderzały się
przypadkowo ze sobą przez nieokreślony okres czasu. Przez większość
czasu atomy będą w nieuporządkowanym stanie równowagi o wysokiej entropii. W końcu, całkiem przypadkiem, przybiorą postać uśmiechającej się buźki,
Dawida Michała Anioła, lub absolutnie dowolnej konfiguracji, która jest
kompatybilna z zawartością pudełka. Jeżeli poczekasz dostatecznie długo, a twoje pudełko jest dostatecznie duże, pojawi się w nim jakaś osoba,
planeta, galaktyka, cały znany nam wszechświat (A
universe out of
chaos). Ale nawet wiedząc, że niektóre z atomów przybiorą jakiś
dobrze ci znany układ, nadal oczekujemy, że pozostałe atomy będą w całkowicie
przypadkowym ułożeniu. Innymi słowy, to, że znalazłeś kopię Mona Lizy,
nie oznacza wcale, że została namalowana przez Leonarda da Vinci ani nikogo
innego. Z ogromnym prawdopodobieństwem, po prostu obraz powstał stopniowo z przypadkowych ruchów atomów. Tylko dlatego, że to, co widzisz, wygląda jak
fotografia, nie ma powodu przypuszczać, że faktycznie miało miejsce
zdarzenie, które zdjęcie rzekomo reprezentuje. Jeśli przypadkowe ruchy atomów
tworzą osobę z ugruntowanymi wspomnieniami przeszłości, wszystkie te
wspomnienia są z bardzo dużym prawdopodobieństwem fałszywe.
Choć ten eksperyment myślowy był pierwotnie
istotny, ponieważ sam Boltzmann (a przed nim Lukrecjusz — The
first quantum
cosmologist, Hume — Happy
birthday
David Hume, itd.) zasugerował, że nasz świat może być właśnie
taki: wielkie pudło gazu, ewoluujące przez całą wieczność, z którego
nasz obecny stan niskiej entropii wyłonił się jako przypadkowa fluktuacja.
Jak zauważył Eddington, Feynman (Richard
Feynman on Boltzmann brains), i inni, taki pomysł nie działa, z właśnie
wymienionych powodów. Mając dany dowolny fragment wszechświata, który
chciałbyś stworzyć (osobę, układ słoneczny, galaktykę, a nawet swoją
dokładną kopię), reszta świata nadal powinna pozostawać w stanie
maksymalnej entropii, a to przecież oczywiście nie ma miejsca. Kwestię tę
określa się mianem „problemu mózgu Boltzmanna", ponieważ można wyobrażać
sobie, że ogromna większość inteligentnych obserwatorów we wszechświecie
to pozbawione ciał mózgi, które wyfluktuowały przypadkowo z otaczającego
chaosu, a nie wyewoluowały w sposób konwencjonalny z przeszłości o niskiej
entropii. To jednak nie stanowi głównej przeszkody. Prawdziwy problem polega
na tym, że taki scenariusz fluktuacji jest poznawczo niestabilny (Boltzmann's
universe ) — nie możesz równocześnie wierzyć, że jest prawdziwy i mieć
zasadne powody, by wierzyć, że jest prawdziwy, ponieważ przewiduje on, że
wszystkie „przyczyny", które uważasz za tak słuszne po prostu
przypadkowo wyfluktuowały w twojej głowie.
Wszystko to zdawać by się mogło niczym więcej
niż pożywką dla badaczy historii intelektualnej, teraz, gdy wiemy, że
wszechświat nie jest wiecznym pudełkiem gazu. Obserwowalny wszechświat powstał zaledwie 13,8 miliarda lat temu, w Wielki Wybuchu o bardzo niskiej entropii. 13,8 miliarda lat wydaje się być długim okresem,
ale czas potrzebny, by przypadkowe fluktuacje wytworzyły cokolwiek interesującego
jest znacznie dłuższy. (Aby pojawiło się coś wysoce uporządkowanego z czegoś z entropią S, musisz poczekać przez okres czasu rzędu e^S. Ponieważ
obiekty makroskopowe mają ponad 10^23 cząstek, S jest przynajmniej tej
wielkości. Zatem mówimy o bardzo bardzo długich okresach czasu, tak długich,
że nie zależy, czy czas mierzysz w mikrosekundach , czy miliardach lat).
Poza tym, wszechświat nie jest pudłem gazu. Rozszerza się i opróżnia,
prawda?
Ach, ale to wszystko jest trochę bardziej
skomplikowane niż to, co powiedzieliśmy do tej pory. Dziś wiemy, że wszechświat
nie tylko rozszerza się, ale także przyspiesza Dark
energy ). Najprostszym wytłumaczeniem tego zjawiska — oczywiście nie jedynym — jest założenie, że pustą przestrzeń wypełnia
stała wartość energii próżni, tzw. Stała kosmologiczna. Energia próżni
nie zmniejsza się podczas rozszerzania się wszechświata. W zasadzie, nie
istnieje nic, co powstrzymałoby wszechświat przed istnieniem wiecznym. Więc,
nawet jeśli wszechświat istnieje od skończonego okresu czasu w przeszłości,
nie ma przeszkód, by trwał wiecznie w przyszłości.
Ale, myślisz sobie, przecież wszechświat
staje się coraz bardziej pusty gdy się rozszerza, więc nie pozostawia żadnych
cząstek, które mogłyby fluktuować? Tylko do pewnego stopnia. Wszechświat z energią próżni przyspiesza wiecznie i w wyniku tego otacza nas
kosmologiczny horyzont — obiekty, które znajdują się dostatecznie daleko,
nigdy do nas nie dotrą, ani nawet nie prześlą informacji, ponieważ
przestrzeń rozszerza się zbyt szybko. i, jak wykazali Stephen Hawking i Gary
Gibbons w latach siedemdziesiątych ubiegłego stulecia, taka kosmologia jest
analogiczna do czarnej dziury: z tym horyzontem będzie związane
promieniowanie (Gibbons-Hawking
effect), o stałej temperaturze.
Innymi słowy, wszechświat ze stałą
kosmologiczną jest jak pudło gazu (o rozmiarach horyzontu), które trwa
wiecznie ze stałą temperaturą. Co oznacza, że występują w nim
przypadkowe fluktuacje. Gdy poczekamy dostatecznie długo, jakiś obszar
wszechświata przefluktuuje w całkowicie każdą konfigurację materii spójną z lokalnymi prawami fizyki. W atomy, wirusy, ludzi, smoki, co tylko chcesz.
Pokój, w którym jesteś teraz (albo atmosfera, jeśli jesteś na zewnątrz),
zostanie zrekonstruowany do najdrobniejszych szczegółów, nieskończoną
ilość razy w przyszłości. W ogromnej
większości przypadków, kiedy twoje otoczenie zostaje odtworzone, reszta
wszechświata będzie stanem równowagi o wysokiej entropii (w tym przypadku,
pustą przestrzenią o niskiej temperaturze). Te wszystkie kopie ciebie będą
sądzić, że mają prawdziwe wspomnienia przeszłości i dokładny obraz
tego, jak wygląda świat, ale nie będą miały racji. A ty możesz być jedną z tych kopii.
To byłoby kiepskie.
Dyskusje o problemie Mózgu Boltzmanna zwykle
pojawiają się w kontekście spekulacji takich, jak wieczna inflacja czy
wieloświat (multiświat). (Nie, żeby było coś w tym złego). I, bądźmy
uczciwi, sam pomysł uporządkowanych konfiguracji materii pojawiających się
spontanicznie z otaczającego chaosu brzmi nieco zwariowanie, jak zauważają
krytycy (patrz: Gibbons
Hawking effect ). Ale wszystko, o czym właśnie powiedziałem,
opiera się na fizyce, o której uważamy, że ją rozumiemy: na kwantowej
teorii pola, ogólnej teorii względności i stałej kosmologicznej. Taki jest
prawdziwy świat, koteczku/Nero. Oczywiście, być może popełniamy jakiś
subtelny błąd w zrozumieniu, jak działa kwantowa teoria pola. To jednak
jest bardziej spekulatywne niż poważne potraktowanie prostego wniosku płynącego z teorii.
Współcześni kosmolodzy mają ulubioną
standardową teorię wszechświata, określaną mianem ΛCDM, gdzie „
Λ" oznacza stałą kosmologiczną, a „CDM" — "zimną ciemną
materię" (Cold Dark Matter). Tutaj chcemy podkreślić, że ΛCDM,
obecnie wiodąca teoria dokładnego opisu kosmosu, nie może sama być
prawdziwa. Zawiera w sobie problem mózgu
Boltzmanna i jest dlatego poznawczo/kognitywnie niestabilna, oraz
nieakceptowalna jako teoria fizyczna.
Czy możemy uniknąć tych niepokojących
wniosków? Jasne, „podkręcająć" trochę fizykę. Najprostszy sposób to
przyjęcie, że energia próżni nie jest tak naprawdę stałą, np. wyobrażając
sobie, że jest polem dynamicznym (kwintesencją/quintessence). Z tym jednak
wiążą się inne problemy, związane z bardzo małymi parametrami
precyzyjnego dostrojenia (The
fine structure constant is probably constant )
. W bardziej solidnym scenariuszu można by przywołać rozpad próżni
kwantowej (Are
many worlds
and the multiverse the same
idea ). Być może energia próżni jest przejściowo stała, ale istnieje
inny stan próżni w przestrzeni pola z jeszcze niższą energią, do którego
dokonamy pewnego dnia przejścia. Co by się wtedy działo? Maleńkie bąbelki
konfiguracji o niższej energii zaczęłyby pojawiać się poprzez tunelowanie
kwantowe. Bąbelki rosłyby gwałtownie z szybkością światła. Jeżeli
energia innego stanu próżni wynosiłaby zero lub była ujemna, nie musielibyśmy
uporać się z tym piekielnym problemem mózgu Boltzmanna.
Wspaniale, ale wydaje się, że wymaga to
zastosowania spekulatywnej fizyki, w postaci nowych pól i nowego stanu próżni
kwantowej. Czy istnieje jakikolwiek sposób, by uratować ΛCDM całkowicie
bez nowych praw fizyki?
Odpowiedź na to pytanie — być może! Tutaj
wkraczamy Kim i ja, choć niektóre pojedyncze elementy naszej układanki
zostały wcześniej złożone przez innych autorów. Pierwszy element to
interesujący fragment fizyki, który powalił media na początku tego roku:
możliwość tego, że pole Higgsa podtrzymuje inny stan próżni (How
the Higgs boson might spell doom
for the universe) niż ten, w którym jesteśmy. (Powód, dla którego jest
to prawdziwe, jest dość subtelny, ale sprowadza się do efektów grupy
renormalizacyjnej (How
quantum field
theory becomes effective). Tak, tak: bez nowych praw fizyki jest możliwe,
że pole Higgsa rozpadnie się w przyszłości przez „zarodkowanie bąbelków",
co dramatycznie zmieni fizykę naszego wszechświata. Powodem, dla którego
Higgs jest interesujący, jest to, że posiada niezerową wartość nawet w pustej przestrzeni. Tu mówimy, że wartość ta może być nawet większa
przy nawet niższej energii. Jeszcze nie osiągnęliśmy tego stanu, ale
moglibyśmy poprzez przejście fazowe. I, jak Kim i ja podkreślamy, to mogłoby
uratować nas przed problemem mózgu Boltzmanna.
Wyobraź sobie, że wykres „energii pustej
przestrzeni" wobec „wartości pola Higgsa" wygląda następująco:
φ
jest wartością pola Higgsa. Nasze obecne położenie to φ1,
gdzie jest trochę dodatniej energii. Gdzieś indziej o wiele większa wartość
φ2, z inną energią. Jeśli energia przy φ2
jest większa niż φ1, nasza obecna próżnia jest stabilna. Jeżeli na
jakąkolwiek niższą wartość, jesteśmy „metastabilni" — nasza obecna
sytuacja może trochę potrwać, ale w końcu dokonamy przejścia do innego
stanu. Albo Higgs nie może mieć innej próżni, rozwiązania „odległego".
(Zauważ, że jeżeli energia w innym stanie jest ujemna, przestrzeń wewnątrz
bąbelków nowej próżni ulegnie w rzeczywistości przejściu do stanu
Wielkiego Kolapsu, zamiast dalszego rozszerzania się).
Ale nawet jeśli to jest prawda i tak mamy za
mało informacji. Wyobraź sobie, że istnieje inny stan próżni i że możemy
„zarodkować" bąbelki, które tworzą obszary nowej fazy. Bąbelki będą
rozszerzać się prawie z szybkością światła — ale czy będą zderzać
się z innymi bąbelkami i dojdzie do przejścia z naszej obecnej fazy do
nowej? Innymi słowy, czy przejście będzie perkolować? Odpowiedź brzmi
„tak", gdy bąbelki tworzą się odpowiednio szybko. Jeżeli tworzą się
zbyt wolno, do gry włączą się kosmiczne horyzonty — czasoprzestrzeń
rozszerza się tak szybko, że dwa przypadkowe bąble nigdy się nie spotkają, a objętość przestrzeni pozostałej w pierwotnej fazie (tej, w której jesteśmy
teraz) będzie rosła bez ograniczeń. (Jest to tzw. „problem taktownego wyjścia" w scenariuszu wszechświata Alana Gutha).
Mając zatem dane, że pole Higgsa może
podtrzymywać inną próżnię kwantową, pojawiają się dwa pytania. Po
pierwsze, czy nasza próżnia jest stabilna, czy też istnieje faktycznie próżnia o niższej energii, do której możemy dokonać przejścia? Po drugie, jeżeli
istnieje próżnia o niższej energii, czy nasza próżnia rozpada się
dostatecznie szybko, tak, by przejście fazowe perkolowało, czy też
pozostajemy z wiecznie rosnącą przestrzenią w obecnej fazie?
Odpowiedzi zależą od dokładnych wartości
parametrów określających Model Standardowy fizyki cząstek elementarnych, a zatem określają zrenormalizowany potencjał Higgsa. W szczególności
istotne są dwa parametry: masa samego Higgsa i masa kwarka t. Zmierzyliśmy
obie te wielkości, ale oczywiście nasze pomiary mają skończoną dokładność.
Na szczęście, odpowiedzi na oba te pytania (nasza próżnia jest stabilna i rozpada się dostatecznie szybko, by perkolować) zostały obliczone przez
inne grupy badaczy: kwestią stabilności zajęła się (ostatnio, po o wiele
wcześniejszych pracach) grupa Buzatto, zaś kwestią perkolacji — grupa Arkaniego-Hameda. Poniżej znajdują się odpowiedzi na wykresie w przestrzeni
parametrycznej zdefiniowanej przez masę Higgsa i masę kwarku t. (Linie
przerywane przedstawiają niepewność w pomiarach innego parametru, stałej
sprzężenia chromodynamiki kwantowej).
Percolation = perkolacja, Metastability =
metastabilność, Stability = stabilność
Interesują nas dwie ukośne proste. Jeśli znajdujesz
się poniżej dolnej prostej, pole Higgsa jest stabilne i masz zdecydowanie
problem Mózgów Boltzmanna. Jeżeli znajdujesz się pomiędzy prostymi, bąble
zarodkują i rosną, ale nie perkolują, i nasz obecny stan pozostaje bez
zmian. (Patrz poniżej na odpowiedź, czy problem Mózgu Boltzmana jest wówczas
uzależniony od pomiaru/miary). Gdy jesteś powyżej górnej prostej, bąble
dosyć szybko zarodkują, a przejście dosyć dobrze perkoluje. Jednakże w tym obszarze bąble de facto zarodkują zbyt szybko — przejście fazowe już
powinno było mieć miejsce!Preferowana część wykresu to właśnie sama górna
ukośna prosta. Jest to jedyny obszar, w którym możemy zdecydowanie uniknąć
Mózgów Boltzmanna, ale nadal prowadzić tę rozmowę.
Wykreśliliśmy
także dwa zbiory elips, odpowiadających zmierzonym wartościom mas Higgsa i kwarka t. Według najnowszych obliczeń LHC (Large Hadron Collider), masa
Higgsa wynosi 125,66 ± 0,34 GeV, co jest całkiem dobrą dokładnością.
Zgodnie z najnowszymi obliczeniami, masa kwarka t wynosi 173,20 ± 0,87 GeV.
Połączenie tych wyników daje dolny zbiór elips, gdzie zaznaczyliśmy
kontury jednej sigmy (Thanksgiving), dwóch i trzech sigm. Widzimy, że środkowa
wartość znajduje się w obszarze „metastabilnym", gdzie może dojść do
zarodkowania bąbli, ale przejście fazowe jest zbyt wolne, by zaszła jego
perkolacja. Jednakże słupki błędów sięgają do obszaru stabilnego.
Co ciekawe, pojawiły się pewne kontrowersje
co do tego, czy zmierzona wartość masy kwarka t jest taka sama, jak
parametr, którego używamy przy obliczeniach energii potencjalnej pola Higgsa
(tzw. masa „efektywna"). Jest to dyskusja trochę poza moją dziedziną,
ale w niedawnej publikacji (Thanksgiving-6) pracowników CMS próbowano dokonać pomiaru
wielkości, jakiej faktycznie chcemy, i udało się to zrobić przy wiele większym
odchyleniu standardowym 176,7 ± 3,6 GeV. Z pracy tej właśnie pochodzi nasz
drugi zbiór elips (z jedną sigmą i z dwiema sigmami). Jeśli przyjmiemy te
wyniki jako wartość nominalną, istnieje możliwość, że masa kwarka t
wynosi 178 GeV, co wystarczałoby, by „mieszkać na linii życia", gdzie
przejście fazowe zajdzie szybko, ale nie za szybko. Założę się, że
pomiary są bliskie rzeczywistości, ale powiedzmy sobie tak: przewidujemy, że
albo masa efektywna kwarka t de facto
wynosi 178 GeV, albo istnieją jakieś nowe prawa fizyki, które włączają
się i doprowadzają do destabilizacji naszej obecnej próżni.
Nie byłem pewien, co dzieje się w ogromnym obszarze „metastabilności",
pomiędzy stabilnością i perkolacją. Bo tak naprawdę sytuacja jest nie do
końca jasna. Naiwnie można stwierdzić, że w tym obszarze objętość
przestrzeni w naszej obecnej próżni rośnie bez ograniczeń i zdominują ją
Mózgi Boltzmanna. Ale analogiczna sytuacja wyłania się przy wiecznej
inflacji, prowadząc do czegoś, co określamy mianem problemu metryki
kosmologicznej
. Celem naszej pracy nie było samo przedstawienie wykresów kilku krzywych,
które wyliczyli inni badacze, ale próba zastosowania problemu metryki
wiecznej inflacji do naszej rzeczywistości. Wyniki nie do końca rozstrzygnęły
sytuację. W większości metryk, możemy powiedzieć to ze spokojem, problem
Mózgu Boltzmanna jest tak trudny, jak mogłeś się obawiać. Ale istnieje
przynajmniej jedna metryka — jeśli musisz wiedzieć, określamy ją mianem
modyfikowanej metryki przyczynowej obszaru („modified causal-patch measure")
z czasowymi próżniami — gdzie problemu Mózgu Boltzmanna można uniknąć. Nie jestem
pewien, czy istnieje uzasadniona przyczyna, by wierzyć w tę metrykę, inna
niż „daje nam ona akceptowalną odpowiedź", ale nasze wyniki sugerują,
że zrozumienie kosmologicznej teorii metryki może być istotne, nawet jeśli
nie wierzysz w wieczną inflację.
Ostatnia, prowokacyjna obserwacja, którą zachowałem na sam koniec.
Najbezpieczniej jest znaleźć się na górnej poprzecznej prostej na naszym
wykresie, gdzie mamy bąble zarodkujące dostatecznie szybko, by perkolować,
ale nie tak szybko, by proces ten już zaszedł. Co zatem oznacza stwierdzenie
„dostatecznie szybko, by perkolować"? Cóż, w przybliżeniu oznacza to,
że bąble powinny powstawać w przybliżeniu raz na obecny wiek naszego
wszechświata. (Don Page dokonał nieco dokładniejszego oszacowania — 20
miliardów lat). Z jednej strony, to JEST całkiem sporo miliardów lat -
nie musimy spieszyć się z wykupieniem polisy ubezpieczeniowej. Z drugiej, to
wcale nie jest aż tak długo. Oznacza
to, że w przybliżeniu wszechświat osiągnął połowę swojego maksymalnego
wieku. A przejście mogłoby zdarzyć się o wiele szybciej — być może
jutro albo za rok, chociaż szanse na to są bardzo małe.
Aby uniknąć problemu Mózgów Boltzmanna, chcemy, by
przejście zaszło szybko. Co zabawne, większość istniejącej litratury z dziedziny fizyki cząstek elementarnych odnośnie rozpadu pola Higgsa
przyjmuje, że powinniśmy pragnąć, by było ono całkowicie stabilne — w przeciwnym razie rozpad Higgsa zniszczy wszechświat! To prawda, ale chcemy tu
podkreślić, że jest to cecha, a nie „wirus", ponieważ musimy zniszczyć
wszechświat (a przynajmniej stan, w jakim obecnie się znajduje), aby uchronić
się przed inwazją Mózgów Boltzmanna.
Wszystko to, oczywiście, pod warunkiem, że przy wyższych energiach nie
pojawiają się nowe prawa fizyki, które zmieniłyby nasze obliczenia, co
wydaje się mało prawdopodobnym założeniem. Mamy zatem następujące
alternatywy: nowe prawa fizyki, udoskonalone zrozumienie problemu metryki
kosmologicznej albo przewidywanie, że kwark t ma naprawdę 178 GeV. Tak czy
siak, wygrywamy.
The Higgs boson vs Boltzmann brains.
Sean
Carroll/Preposterousuniverse, 22 sierpnia 2013r.
« Kosmologia (Publikacja: 28-08-2013 )
Sean M. CarrollFizyk teoretyk z California Institute of Technology w Pasadenie. W swoich badaniach zajmuje się teoretycznymi aspektami kosmologii, teorią pola, grawitacją I mechaniką kwantową. Napisał kilka książek popularno-naukowych, m.in. “Stąd do wieczności i z powrotem”, “The Particle at the End of the Universe: How the Hunt for the Higgs Boson Leads Us to the Edge of a New World”. Napisał także podręcznik dla studentów fizyki “Spacetime and Geometry: An Introduction to General Relatvity”, a także nagrał wykłady dla Teching Company “Dark Matter and Dark Energy” i “Mysteries of Time”. Strona www autora
Liczba tekstów na portalu: 2 Pokaż inne teksty autora Poprzedni tekst autora: Dlaczego (niemal wszyscy) kosmologowie są ateistami | Wszelkie prawa zastrzeżone. Prawa autorskie tego tekstu należą do autora i/lub serwisu Racjonalista.pl.
Żadna część tego tekstu nie może być przedrukowywana, reprodukowana ani wykorzystywana w jakiejkolwiek formie,
bez zgody właściciela praw autorskich. Wszelkie naruszenia praw autorskich podlegają sankcjom przewidzianym w
kodeksie karnym i ustawie o prawie autorskim i prawach pokrewnych.str. 9225 |
|