Mokslininkai pateikė netikėtą spėjimą, kaip Higgso bozonas išgelbėjo Visatą nuo kolapso ir virtimo juodosiomis skylėmis

Netrukus po visatos gimimo, visa materija buvo ankštai sugrūsta mažytėje erdvėje. Tada prasidėjo erdvę sparčiai plečiantis infliacijos procesas.

Dauguma kosmologų sutaria, kad infliacija buvo, bet kaip tai nutiko, vis dar nėra aišku. Davidas Sloanas iš Oksfordo universiteto ir George'as Ellisas iš Keiptauno universiteto PAR teigia, kad paaiškinimą gali pasiūlyti Higgso bozonas.

Infliacijai reikia ypatingų, visus erdvė taškus persmelkiančių dalelių ir vienintelė tokia žinomą – Higgso bozonas. Remiantis Sloano ir Elliso skaičiavimais, jei Higgso bozonas iš tiesų ir yra tokia tinkama dalelė, ji galėtų padėti suprasti svarbų infliacijos supratimo klausimą: kokia visata turėjo būti prieš pat infliaciją.

Jie kelia idėją, kad priešinfliacinė visata, egzistavusi tik mažą sekundės dalį po Didžiojo sprogimo, tikriausiai buvo labai dezorganizuotos , t.y. didelės entropijos būsenos, paprasčiausiai todėl, kad tokių būsenų yra nesulyginamai daugiau, nei itin tvarkingų, mažos entropijos būsenų.

Sloanas iliustruoja tai žaidimo kauliuko ridenimu milijoną kartų: tėra vienas būdas gauti visus šešetus, bet jei nors vieną kartą gali iškristi kitoks skaičius, galimybių atsiranda 5 milijonai, sako jis.

Viena iš didžiausių entropijų yra juodojoje skylėje, tačiau tarus, kad priešinfliacinė visata buvo užpildyta juodosiomis skylėmis, kyla problema. Nes juodosios skylė dažnai sulimpa tarpusavyje ir iš jų tokia glotni, mūsų regima visata su tolygiai pasklidusia materija nesusidarytų.

Dėl panašių priežasčių netiktų ir viena megadidelė juodoji skylė. „Būtų tik tas vienas singuliarumas, kurio niekaip nepavyktų išplėsti iki medžių, paukščių ir kitų nuostabių dalykų, kuriuos regime visatoje,“ sako Sloanas.

Nors Higgso bozono iki galo dar nesuprantame, tačiau viena spėjama jo savybė Sloano ir Elliso darbui labai naudinga. Dalelė turi su ja siejamą Higgso lauką, kuriam stiprėjant, gravitacija silpsta.

Sloano ir Elliso skaičiavimai rodo, kad taip priešinfliacinės visatos juodųjų skylių problemos būtų galima visiškai išvengti. Mat iš karto po Didžiojo sprogimo Higgso laukas būtų stipresnis, taigi gravitacija būtų gerokai silpnesnė. Taip materija nebūtų sutrėkšta į juodąsias skyles dar prieš infliacijai spėjus ją plačiai paskleisti (arxiv.org/abs/1810.06522).

Tai – didelis žingsnis už Standartinio dalelių modelio ribų, bet jis tikėtinas dėl to, kaip gravitacija ir Higgso laukas sąveikauja dabar, pažymi Davidas Wandsas iš Portsmuto universiteto, JK.

Tačiau bėda, kad tokios Higgso bozono reikšmės hipotezės negalime patikrinti. „Infliacija sukuria tiek daug erdvės, kad galime matyti tik mažutę visos visatos dalį,“ sako Wandsas. „Idėjas apie tai, kas nutiko prieš infliaciją patikrinti mūsų regimame vistos lopinėlyje sunku.“

Sloanas tiki, kad šios idėjos patikrinimo galimybės nurašyti dar nereikėtų. Jis sako, kad gali pavykti išvysti jos poveikį regimosios visatos dalyse, kurios panašiausios į supertankią priešinfliacinę visatą, tokiose, kokia yra greta juodosios skylės

Leah Crane
www.newscientist.com