Du pavojingiausi skaičiai Visatoje, vedantys mokslą į aklavietę

„Per kitus kelerius metus galime sužinoti, ar toliau plėsime savo žinių bagažą apie Visatą, ar pirmą kartą mokslo istorijoje susidursime su neišsprendžiamais klausimais“, – sakė Harry Ciffas, dalelių fizikas iš Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacijos (CERN), skaitydamas pranešimą TED konferencijoje Ženevoje, Šveicarijoje.

H. Cliffo argumentai susiję su tuo, ką jis vadina dviem baisiausiais skaičiais Visatoje. Šie skaičiai apima visą medžiagą, struktūras ir gyvybę, kurią matome kosmose. Jei šie skaičiai būtų bent šiek tiek kitokie, Visata taptų tuščia vieta be gyvybės.

Pirmasis pavojingas skaičius H. Cliffo sąraše yra vertė, reprezentuojanti tai, ką fizikai vadina Higgso lauku – nematomą energijos lauką. Kai dalelės juda per Higgso lauką, jos įgauna masę ir tampa atomus sudarančiais protonais, neutronais ar elektronais. Be jo nebūtų Visatos elementų.

Higgso lauko egzistavimas buvo patvirtintas 2012 m., CERN fizikams atradus elementariąją dalelę, vadinamą Higgso bozoną. Higgso bozonas be Higgso lauko egzistuoti negalėtų.

Tačiau esama Higgso lauko paslapčių, kurių fizikai paaiškinti negali.

Pasak H. Cliffo, remiantis Alberto Einšteino bendrąja reliatyvumo teorija ir kvantinės mechanikos teorijomis – šios teorijos lemia mūsų supratimą apie kosmosą itin dideliu ir itin mažu masteliu, – Higgso laukas turi atlikti vieną iš dviejų užduočių.

Jis turi būti arba „išjungtas“ ir tokiu atveju turėti nulinę vertę, ir kitoms dalelėms nesuteikti masės, arba „įjungtas“, – tokiu atveju jo vertė turėtų būtu milžiniška. Tačiau fizikai nepastebi nė vieno iš šių scenarijų.

„Realybėje matome, kad Higgso laukas veikia labai silpnai, – aiškino H. Cliffas. – Jis nėra lygus nuliui, tačiau dešimtis tūkstančių trilijonų kartų silpnesnis, nei jo numanoma vertė – panašiai kaip šviesos jungiklis, kuris užstringa išjungimo pozicijoje. Ir ši vertė yra esminė. Jeigu ji būtų bent šiek tiek skirtinga, Visatoje nebūtų jokių fizinių struktūrų.“

Tokia maža Higgso lauko stiprio vertė kvestionuoja mūsų supratimą apie Visatą. Fizikams atsakymą į šį painų klausimą padėtų rasti nauja dalelė, kurios ieškoma Didžiajame hadronų greitintuve (DHG), tačiau iki šiol tebevyksta paieškos.

Antrasis pavojingas skaičius: tamsiosios energijos stiprumas

Antrais Cliffo apibūdinamas skaičius susijęs su tamsiąja energija ir jį fizikai yra pavadinę „blogiausiu teoriniu spėjimu fizikos istorijoje“.

Tamsioji energija – visatos plėtimąsi lemianti jėga, pirmą kartą netiesiogiai aptikta 1998-aisiais. Vis dėlto kol kas apie ją nežinome beveik nieko, o geriausia turima idėja – kad tai yra tuščios erdvės, vakuumo energija.

Jeigu taip, turėtų būti įmanoma sudėti visą tuščios erdvės energiją ir gauti tamsiąją energiją reprezentuojančią vertę. Fizikos teoretikai tai padarė, tačiau jų atsakyme yra viena milžiniška problema.

„Tamsioji energija turėtų būti 10¹²⁰ kartų stipresnė, nei matome iš astronomijos, – aiškino Cliffas. – Šis skaičius toks didžiulis, kad jį sunku suvokti. Tai didesnis skaičius už bet kurį didžiausią astronomijos žinomą vienetą – žymiai didesnis nei atomų skaičius Visatoje.“

Kita vertus, yra ir teigiama pusė – jei tamsiosios energijos skaičius atitiktų teorinius modelius, tuomet tai reikštų, kad stumiančioji tamsiosios energijos jėga būtų tokia milžiniška, jog turėtų suplėšyti mūsų Visatą. Atomus rišančios fundamentalios sąveikos, būtų bejėgės prieš ją ir niekas, ką regime aplink – galaktikos, planetos, žvaigždės ar gyvybė, – egzistuoti negalėtų.

Atsakymų galime ir nesužinoti

Mokslininkas sako, kad yra vienas būdas gauti atsakymus, tačiau to įrodyti gali nepavykti.

Jeigu galėtume kažkokiu būdu patvirtinti, kad mūsų Visata yra viena iš daugelio, „tuomet galėtume suprasti šias keistai suderintas skaičių reikšmes, nes daugelyje multivisatų tamsioji energija būtų tokia stipri, kad Visata būtų suplėšoma, arba Higgso laukas būtų toks silpnas, jog negalėtų formuotis atomai“, – sakė Cliffas.

Kad tai įrodytų, fizikai turėtų rasti naujas daleles, kurios paremtų radikalias teorijas, pvz., stygų teoriją, numatančią multivisatos egzistavimą. Kol kas yra tik viena vieta, kur šios dalelės gali būti aptiktos – tai CERN esantis DHG.

Fizikai turi maždaug trejus metus, kol greitintuvas vėl bus uždarytas kitiems atnaujinimams. Tai, pasak H. Cliffo, gali signalizuoti apie pabaigos pradžią.

„Mes galime įeiti į naują fizikos erą. Erą, kurioje egzistuoja keistos nepaaiškinamos Visatos savybės, kurioje bus užuominų, jog gyvename mutivisatoje. Erą, kurioje niekada negalėsime atsakyti į klausimą, kodėl egzistuoja kažkas vietoje nieko“, – sakė H. Cliffas.