Кэти Мак - Конец всего. 5 сценариев гибели Вселенной с точки зрения астрофизики

Поверьте, я знаю, о чем говорю.

Это возможно благодаря так называемому эффекту Аскарьяна, при котором нейтрино сверхвысокой энергии, проходя сквозь лунный реголит, создают всплеск радиоволн, которые, как мы надеемся, можно зафиксировать с помощью радиотелескопов. До сих пор наши телескопы были недостаточно чувствительны, но инструменты следующего поколения, вероятно, позволят нам уловить эти сигналы.

Эта часть книги писалась в штате Северная Каролина в августе.

Если бы два человека одновременно потянулись к тарелкам с хлебом, находящимся на противоположной от них стороне стола, физики назвали бы такую ситуацию топологическим дефектом. В данном конкретном случае речь идет о доменной стенке, которая, если начнет доминировать во Вселенной, может привести к Большому сжатию. Вот почему я всегда жду, пока другие возьмут хлеб, прежде чем потянуться к тарелке.

В главе 2 мы обсуждали этот переход и его значение для ранней Вселенной.

Разумеется, у поля Хиггса нет никаких предпочтений; оно просто ведет себя в соответствии со своим потенциалом. Однако то, как оно спустилось бы в состояние истинного вакуума, появись у него такая возможность, определенно создало бы впечатление, будто оно сделало это с особым энтузиазмом.

В данном случае «некоторые из нас» – это, в частности, я и мой коллега Роберт Макнис, вместе с которым в 2018 году мы написали статью для журнала Physical Review D. Это было весело.

Это описание остается одним из самых прекрасных примеров физической поэзии, которые я когда-либо видела в научном журнале.

«Простота» в данном случае вопрос перспективы. Работа с уравнениями общей теории относительности требует глубокого понимания дифференциальной геометрии, которая обычно изучается на старших курсах физических или математических факультетов. Однако если вы их выпускник, то эти уравнения могут показаться вам столь же изящными и прозрачными, как тонкое стекло.

Теория инфляции представляет собой тот случай, когда первая версия теории остается полезной, несмотря на ее кардинальную переработку. Исходная версия инфляционной модели считается гениальной догадкой, несмотря на то, что, в конце концов, она оказалась полным провалом. Она вообще не работала и в течение года была полностью пересмотрена другими физиками. Однако правота ее создателей заключалась в предложенном ими общем классе решений, послуживших основой для блестящих прорывов, которые наконец сделали теорию Большого взрыва работоспособной. Обновленная версия, которая иногда называется «новой инфляцией», легла в основу теории инфляции, используемой сегодня.

Мы любим давать частицам и полям названия с суффиксом «он».

В официальной литературе такая брана называется «браной конца мира» (end-of-the-world brane), что кажется вполне уместным, учитывая ее расположение на границе пространства.

Термин «мир на бране» (braneworld) применяется к моделям, которые предполагают, что пространство имеет большее количество измерений, а наша наблюдаемая Вселенная существует на трехмерной бране в многомерном пространстве. Это напоминает своеобразную мультивселенную, однако обычно, когда мы говорим о мультивселенной, мы имеем в виду нечто иное, например области трехмерного пространства, в которых действуют другие законы физики, или даже многомировую интерпретацию квантовой механики, представляющей собой нечто совершенно иное. Любая модель, которая допускает существование чего-то, выходящего за пределы наблюдаемого космоса, является своеобразной теорией мультивселенной.

Понятия «циклическая» и «отскакивающая» в данном случае более или менее взаимозаменяемы, однако модель отскакивающей Вселенной не обязательно должна быть циклической в том смысле, что она может предполагать лишь один «отскок», знаменующий переход от некоторого предшествующего Большому взрыву этапа к нашей нынешней Вселенной, которая затем просто умирает, не порождая новую.

Вторая серия экспериментов по исследованию реликтового излучения (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization).

Технически в некоторых моделях экпиротической Вселенной на фазе медленного сжатия можно было бы допустить возникновение крошечных первичных гравитационных волн. Однако они оказались бы слишком слабы для того, чтобы их вообще можно было обнаружить.

Насколько мне известно, идея существования материи на скрытой бране обсуждается в литературе, в отличие от возможности обнаружения столкновений черных дыр по другую сторону балка. Возможно, эта тема является слишком спекулятивной для серьезного исследования. Но, по-моему, это было бы весело.

К сожалению, единственная допускающая это модель открытой Вселенной не предусматривает космологической постоянной, так что текущие данные, похоже, загасили даже эту крошечную искру надежды.

Удивительно, но сам Дайсон так и не решился опубликовать свою статью. Это сделал его друг, который без его разрешения направил работу в журнал Reviews of Modern Physics. Недавно Дайсон сказал мне, что не считал статью подходящей для этого журнала. «Как обычно, это дело вкуса», – добавил он.

«Видишь вон ту звезду? Она взорвется через год. Плюс-минус четыре месяца». (Адаптировано из работы Трева и др. (Treu et al.) 2016, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal.)

Ну, спасибо, Хосе Рамон Эспиноза, мадридский теоретик и научный сотрудник ЦЕРН.

Вероятно, около 10 15, просто мне не нравится слово «квадриллион».

Эспиноза подчеркнул, что такой подход является особенно нежелательным и «ничему не сможет нас научить просто потому, что мы даже не заметим его появления».

Шон Кэрролл еще сказал мне, что, если его интерпретация квантовой механики верна, то в параллельных Вселенных существует множество копий нас с вами, которые прямо сейчас подвергаются последствиям распада вакуума. Так что к этому человеку, наверное, все-таки не стоит обращаться за помощью в преодолении экзистенциального кризиса.