Come un falso vuoto potrebbe portare alla distruzione dell’universo

Quando i fisici del CERN hanno scoperto il bosone di Higgs nel 2012 con l’aiuto del Large Hadron Collider, non solo hanno confermato l’ultimo importante elemento del Modello Standard della fisica delle particelle elementari, che spiega come le particelle acquisiscono la loro massa (attraverso il campo di Higgs, attraverso il quale si muovono come attraverso una massa viscosa). Nel processo, hanno anche misurato il peso della particella di Higgs, che è 125GeV (giga-elettronvolt). E questo non è solo un numero: significa che il nostro universo è molto probabilmente in uno stato metastabile, cioè uno stato che è stabile solo a prima vista, ma può cambiare molto rapidamente.

I fisici chiamano questo un “falso vuoto”. Che cosa significa? Un falso vuoto in questo contesto significa una regione con energia minima. L’energia non deve necessariamente essere zero. Un vero vuoto può anche contenere massa ed energia. Solo che non ci deve essere uno stato in cui questa zona contiene ancora meno energia. Allora sarebbe un falso vuoto. Si può facilmente immaginare questo andando in bicicletta su un’alta montagna. Arrivati in cima, lasciate rotolare la vostra bicicletta. Finirete inevitabilmente a valle. Ma cosa succede se c’è un’altra montagna dietro la valle, con ancora un’altra valle in attesa – più profonda di quella in cui ti trovi ora? La tua bicicletta ha ancora energia potenziale. Potrebbe rotolare in quella valle più profonda da sola, se non fosse per la stupida montagna in mezzo.

Quindi l’universo è probabilmente in una tale valle intermedia. Questo non è ancora un problema in sé. Ma l’universo non è una bicicletta. Ci sono due modi in cui può superare la montagna. Il modo 1 porta oltre la cima. Un motorino arriva da dietro e ti spinge oltre la collina intermedia. Se si arriva abbastanza in alto, il resto scivola da solo, e si finisce a valle. Il sentiero 2 è un tunnel. Qualcuno ti scava un buco attraverso la montagna e tu ci rotoli dentro. Ora l’universo non è fatto di asfalto e terra, ma di campi quantistici. Ma i quanti non hanno bisogno di un tunnel per muoversi attraverso un ostacolo. Oppure si portano dietro il loro tunnel, sotto forma di effetto tunnel, usato tra l’altro con i transistor. Quindi l’universo potrebbe essere spinto fino a superare la montagna intermedia, oppure decidere di andare verso il vero vuoto attraverso il tunnel. Naturalmente, l’universo non è cosciente. La decisione potrebbe essere portata dal caso, l’evoluzione naturale dell’universo potrebbe favorirla (forse da una continua fornitura di energia oscura), o un alieno (o un umano) troppo audace nel futuro che crea una particella particolarmente energetica.

Quale sarebbe l’effetto della transizione dal falso al vero vuoto? Le costanti fisiche cambierebbero. La materia come la conosciamo non esisterebbe più. Niente atomi, niente chimica. Nemmeno le persone, ovviamente. Quanto sia probabile una tale transizione, oggi non è noto. In particolare, ci sono ancora incertezze sulla massa del quark top, che gioca un ruolo essenziale. Inoltre, una nuova fisica, come si vede già all’orizzonte, potrebbe ribaltare tutti i calcoli attuali. Se si verificasse una transizione, si diffonderebbe a bolla nello spazio quasi alla velocità della luce. Ce ne accorgeremmo solo quando tutto sarebbe troppo tardi. Non è confortante, in qualche modo?

Le misure attuali per il quark top e il bosone di Higgs rendono probabile che il nostro universo sia in uno stato solo apparentemente stabile (area gialla). (Immagine: Markkanenen / Rajantie / Stopyra)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris è un fisico e uno specialista dello spazio. Si è occupato a lungo di questioni spaziali, sia professionalmente che privatamente, e mentre voleva diventare un astronauta, è dovuto rimanere sulla Terra per una serie di motivi. È particolarmente affascinato dal "what if" e attraverso i suoi libri mira a condividere storie avvincenti di hard science fiction che potrebbero realmente accadere, e un giorno potrebbero accadere. Morris è l'autore di diversi romanzi di fantascienza best-seller, tra cui The Enceladus Series.

    Brandon è un orgoglioso membro della Science Fiction and Fantasy Writers of America e della Mars Society.