लौकिक, भौतिक और मिथ्या निर्वात। झूठा वैक्यूम सही और गलत वैक्यूम

अभी कुछ समय पहले, मीडिया में एक बहुत ही भयावह शीर्षक के साथ खबर आई थी: भौतिकविदों ने कथित तौर पर पाया कि हिग्स बोसॉन ब्रह्मांड की मृत्यु का कारण बनेगा! वास्तव में क्या मतलब था इसका विस्तृत विवरण हमारे न्यूज़लेटर में पाया जा सकता है ब्रह्मांड की मृत्यु की अफवाहें बहुत अतिरंजित हैं। इस विवरण को एक ऐसे कार्य के साथ पूरा करना उपयोगी है जो - कुछ संकेतों के साथ - एक अच्छे छात्र की शक्ति के भीतर होगा। यह निर्वात के क्वांटम क्षय से कम कुछ भी नहीं निपटेगा।

क्वांटम दुनिया में टनलिंग जैसी कोई चीज होती है। यह एक क्वांटम कण की गति का नाम है, जो शास्त्रीय यांत्रिकी के ढांचे के भीतर असंभव होगा। उदाहरण के लिए, मान लें कि हमारे पास एक डबल पोटेंशियल वेल है जिसमें एक न्यूनतम दूसरे की तुलना में थोड़ा गहरा है (चित्र 2)। शास्त्रीय यांत्रिकी का कहना है कि यदि कोई कण कम गहरे छेद के तल पर रखा जाता है, तो वह हमेशा के लिए वहीं रहेगा। क्वांटम यांत्रिकी भविष्यवाणी करता है कि कण हमेशा के लिए वहां नहीं रहेगा: कुछ समय बाद यह पहले से ही कम से कम गहराई में पाया जा सकता है। दो चढ़ावों को अलग करने वाले संभावित अवरोध पर सुचारू रूप से चलने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होने के बावजूद यह सुरंग बना।

इस स्थिति का सबसे सरल संस्करण "हिग्स" फ़ील्ड है एच(आर) निम्नलिखित संभावित ऊर्जा घनत्व के साथ (इसे "संभावित" भी कहा जाता है):

यहाँ आरएक त्रि-आयामी स्थानिक समन्वय है, वी- कुछ ऊर्जा आयाम (एक वास्तविक हिग्स क्षेत्र के लिए, यह लगभग 246 GeV के बराबर है)। न्यूनतम ऊर्जा तब होगी जब पूरे अंतरिक्ष में क्षेत्र एच(आर) एक स्थिरांक के बराबर होगा: वीया - वी. कोई भी स्थान-भिन्न क्षेत्र अनिवार्य रूप से समग्र रूप से अधिक ऊर्जा का परिणाम देगा। दो मिनीमा को अलग करने वाले संभावित अवरोध की ऊंचाई है

इस रूप में, निर्वात औसत क्षेत्र के दोनों मान समान हैं, क्योंकि क्षमता सममित है। लेकिन यह पता चला है कि हिग्स तंत्र के गैर-न्यूनतम संस्करणों में, अंजीर जैसी स्थिति। 2. उनमें, न्यूनतम (चित्र 3) में से एक के "पक्ष में" क्षमता थोड़ी तिरछी है। इस मामले में, संभावित बाधा का आकार और ऊंचाई व्यावहारिक रूप से नहीं बदलती है (इसलिए कोई सूत्र का उपयोग कर सकता है δ ), लेकिन दो मिनीमा के बीच ऊर्जा घनत्व में अंतर होता है ε . तथ्य यह है कि तिरछा छोटा है इसका मतलब है कि δ /ε ≫ 1.

अब सबसे महत्वपूर्ण बिंदु। दो "वैक्यूम" अब अलग हैं। जो गहरा है - सच्चा निर्वात - न्यूनतम ऊर्जा घनत्व से मेल खाता है, और यह शाश्वत है। जो उच्चतर है - एक झूठा निर्वात - पूरी तरह से स्थिर नहीं है। कुछ समय के लिए, यह एक सामान्य निर्वात की तरह दिख सकता है, और इसमें कण भी उड़ सकते हैं, परस्पर क्रिया हो सकती है, और तारे और ग्रह बन सकते हैं। लेकिन इस बात की संभावना हमेशा बनी रहती है कि यह वैक्यूम "टूट जाएगा", कि यह एक अधिक स्थिर सच्चे वैक्यूम में सुरंग बना देगा।

वैक्यूम का यह क्वांटम क्षय इस तरह दिखता है। ब्रह्मांड में किसी बिंदु पर, जो "झूठे निर्वात" की स्थिति में है, सच्चे निर्वात का एक बुलबुला दिखाई देता है (चित्र 1)। "प्रकट होता है" एक सशर्त कथन है; इसका मतलब है कि अंतरिक्ष के इस क्षेत्र में हिग्स क्षेत्र वास्तविक निर्वात में सुरंग बना चुका है। सच्चे और झूठे निर्वात के क्षेत्र के बीच संक्रमण असंतत नहीं हो सकता, सिद्धांत ऐसी संभावना की अनुमति नहीं देता है। इसलिए, एक पतली मध्यवर्ती क्षेत्र (बुलबुला दीवार) है जिसमें हिग्स क्षेत्र रास्ते में संभावित अवरोध को पार करते हुए एक निर्वात से दूसरे निर्वात में आसानी से गुजरता है।

यदि यह बुलबुला ऊर्जावान रूप से अनुकूल है, तो यह पहले धीरे-धीरे विस्तार करना शुरू कर देगा, लेकिन फिर प्रकाश की गति में तेजी लाएगा। इस तरह के संक्रमण के साथ, कणों के गुण नाटकीय रूप से बदल जाएंगे, और ब्रह्मांड में बहुत सारी अतिरिक्त ऊर्जा जारी की जाएगी, जो पहले एक झूठे वैक्यूम में संग्रहीत थी। दूसरे शब्दों में, वैक्यूम के इस तरह के पतन के परिणाम "पुराने" ब्रह्मांड में रहने वाली किसी भी संरचना के लिए विनाशकारी होंगे। यह प्रक्रिया कई मायनों में एक अतितापित तरल के उबलने की याद दिलाती है, केवल, निश्चित रूप से, यहाँ पैमाना समान नहीं है।

टास्क

माप और आयामों की इकाइयों के बारे में स्पष्टीकरण।क्वांटम यांत्रिकी में, माप की तथाकथित प्राकृतिक इकाइयों का अक्सर उपयोग किया जाता है, जिसमें सब कुछ ऊर्जा के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है, और प्लैंक स्थिरांक ( ħ ) और प्रकाश की गति ( सी) माप की इकाई की परिभाषा में शामिल हैं। नतीजतन, लंबाई मीटर में नहीं, बल्कि पारस्परिक ऊर्जा इकाइयों में व्यक्त की जाती है, उदाहरण के लिए जे -1 या ईवी -1। संक्रमण कारक संयोजन है c: उदाहरण के लिए, 1 GeV -1 लंबाई = 1 GeV -1 से मेल खाती है · c= 0.197 एफएम। इस कारण से, ऊर्जा घनत्व, जिसका वास्तविक आयाम जे एम -3 है, को ऊर्जा की इकाइयों में चौथी शक्ति में व्यक्त किया जाता है। तदनुसार, जे एम -2 के आयाम के साथ सतह तनाव गुणांक घन ऊर्जा के संदर्भ में प्राकृतिक इकाइयों में व्यक्त किया जाएगा।

संकेत 1

बेशक, एक ईमानदार पूर्ण समाधान एक गंभीर वैज्ञानिक समस्या है। हालांकि, आयामी विश्लेषण के आधार पर काफी सरल तर्कों से जीवनकाल का एक बहुत ही मोटा अनुमान दिया जा सकता है। आइए तुरंत कहें कि पतन से पहले का समय तेजी से बड़ा होगा, टी ~ ईबी, और यह अनुमान लगाना आवश्यक है कि मात्रा कैसे है बीरिश्ते पर निर्भर करता है δ /ε .

संकेत 2

आइए हम त्रिज्या के "सच्चे निर्वात" के गतिहीन बुलबुले पर विचार करें आरब्रह्मांड में, जो "झूठे निर्वात" की स्थिति में है। आइए हम झूठे निर्वात के सापेक्ष इस बुलबुले की कुल ऊर्जा का अनुमान लगाएं। बुलबुला एक सच्चे निर्वात से भरा होता है जो बुलबुले को एक नकारात्मक ऊर्जा देता है। हालांकि, बुलबुले में पतली दीवारें होती हैं जिसमें हिग्स क्षेत्र आसानी से सही से झूठे वैक्यूम में संक्रमण करता है। इन दीवारों में सकारात्मक ऊर्जा होती है, जो द्रव सीमा पर सतह तनाव के समान होती है। विमीय विचारों के आधार पर इस समस्या में दीवार के पृष्ठ तनाव गुणांक का अनुमान लगाएं। उसके बाद, बुलबुले के क्रांतिक आकार का पता लगाएं, जो ब्रह्मांड में कहीं दिखाई देना चाहिए, ताकि उसमें से निर्वात का क्षय शुरू हो जाए। अंतिम चरण में यह समझने की कोशिश करें कि ब्रह्मांड में ऐसे बुलबुले की संभावना उसके आकार पर कैसे निर्भर करती है। फिर पाए गए आकार को प्रतिस्थापित करें और उत्तर प्राप्त करें।

समाधान

स्टेप 1।त्रिज्या के एक पतली दीवार वाले बुलबुले की कुल ऊर्जा आरके बराबर है

बुलबुले का महत्वपूर्ण आकार, जिससे पूरे ब्रह्मांड में निर्वात का क्षय शुरू हो जाएगा, की गणना उसी तरह की जाती है जैसे एक अतितापित तरल के उबलने की शुरुआत के लिए वाष्प बुलबुले के महत्वपूर्ण आकार की गणना की जाती है। केवल इतना आवश्यक है कि इस बुलबुले की कुल ऊर्जा ऋणात्मक हो। इससे हम पाते हैं कि बुलबुले की क्रांतिक त्रिज्या के बराबर है

सतह तनाव σ आयाम से अनुमान लगाया जा सकता है, लेकिन एक सूक्ष्मता है। सामान्य तौर पर, आयामों के आधार पर अनुमान तब काम करते हैं जब समस्या में आयाम रहित पैरामीटर दिखाई नहीं देता है। यहां ऐसा विकल्प है: δ /ε . अतः केवल विमीय विचारों के आधार पर यह नहीं कहा जा सकता कि क्या σ गण δ 3/4, या आदेश ε 3/4 , या उनमें से कोई भी उपयुक्त आयाम का संयोजन।

लेकिन यहाँ एक अतिरिक्त शारीरिक तर्क बचाव के लिए आता है। मूल्य ε इस सूत्र में शामिल नहीं किया जाना चाहिए, कम से कम जब तक यह छोटा रहता है। दरअसल, यहां सतही तनाव है क्योंकि हिग्स क्षेत्र "पहाड़ पर लुढ़कता है।" एक छोटे से "ऊंचाई अंतर" की उपस्थिति यहां महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाती है; लगभग समान पृष्ठ तनाव शून्य पर होगा ε . अतः इससे यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि σ ~ δ 3/4 ~ वी 3 (हम एक संभावित संख्यात्मक गुणांक पर ध्यान नहीं देते हैं, हम केवल मात्राओं के बीच निर्भरता में रुचि रखते हैं)। इसलिए, हम प्राप्त करते हैं कि महत्वपूर्ण बुलबुले का आकार परिमाण के क्रम में बराबर है

चरण दोअब हमें ब्रह्मांड में ऐसे बुलबुले की संभावना प्राप्त करने की आवश्यकता है। आइए कल्पना करें कि पूरी जगह आकार के छोटे संस्करणों में "टूटी हुई" है आर = 1/वी(प्राकृतिक इकाइयों में!) ऐसा आकार संयोग से नहीं चुना गया था: अनिश्चितता संबंध के अनुसार, आदेश की ऊर्जाओं के साथ क्वांटम उतार-चढ़ाव वी. इसका मतलब है कि हिग्स क्षेत्र की संभावित ऊर्जा घनत्व क्रम के मूल्यों तक उतार-चढ़ाव करती है वी 4 = δ . दूसरे शब्दों में, ऐसे आयतन में, हिग्स क्षेत्र आसानी से आगे-पीछे कूदता है, और विशेष रूप से, एक संभावित पर्वत पर जा सकता है।

द्वारा निरूपित करें पीसंभावना है कि समय में इस छोटी मात्रा में v = 1/वीएक झूठे निर्वात से एक सच्चे शून्य की ओर एक छलांग होगी। यह स्पष्ट है कि यह संभावना अधिक है। सटीक मान हमारे लिए बिल्कुल महत्वपूर्ण नहीं है, यह 99%, और 50%, और 1% हो सकता है, यह अनुमानों को प्रभावित नहीं करेगा। लेकिन हमारे लिए इस प्रायिकता को घातीय रूप में लिखना सुविधाजनक होगा: पी = इ – क्यू, जहां संख्या क्यूएकता का क्रम।

एक सच्चे वैक्यूम बबल के होने के लिए, हमें इस छलांग को समकालिक रूप से (अर्थात समय के भीतर) होने की आवश्यकता है v) एक बार में पूरे आकार के बुलबुले में आर सी. यह बुलबुला है

छोटी मात्रा, और उनमें से प्रत्येक संभावना के साथ स्वतंत्र रूप से कूदता है पी. अत: उन सभी के एक साथ कूदने की प्रायिकता है

और संख्यात्मक गुणांक क्यू, जो एकता के क्रम का है, हमने यहाँ उपेक्षा की है। ऊपर पाए गए मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम समय के दौरान अंतरिक्ष में किसी दिए गए स्थान पर बुलबुले के जन्म की संभावना प्राप्त करते हैं v:

चरण 3अब हम ब्रह्मांड के दृश्य भाग के आयामों को ध्यान में रखते हैं, जिसकी त्रिज्या द्वारा निरूपित किया जाता है आर यू. क्रिटिकल बबल ब्रह्मांड में कहीं भी पैदा हो सकता है जिसमें ( आर यू/आर सी) 3 ऐसे बुलबुले। अगर आप समय का इंतजार करते हैं टी, तो ब्रह्मांड होगा टी/vऐसा बुलबुला बनाने की कोशिश करता है। इसलिए, यदि आप बहुत लंबे समय तक प्रतीक्षा करते हैं और पूरे ब्रह्मांड को समग्र रूप से देखते हैं, तो देर-सबेर यह कहीं न कहीं घटित होगा। विशिष्ट प्रतीक्षा समय क्रम का होगा

ऐसा देखा जाता है कि इसके लिए δ /ε 1 यह समय बहुत लंबा हो सकता है।

सिद्धांत रूप में, यह पहले से ही वांछित उत्तर है। लेकिन यहाँ कुछ और कहना उपयोगी है। अधिक सटीक विश्लेषण से पता चलता है कि मूल्य बीइसमें एक बड़ा संख्यात्मक गुणांक भी होता है:

इसलिए भले ही रिश्ता δ /ε इतना बड़ा नहीं है, उदाहरण के लिए, दो के बराबर, तो घातांक बीअभी भी बड़ा होगा, जिससे कि मेटास्टेबल वैक्यूम का जीवनकाल बहुत बड़ा होगा, जो ब्रह्मांड की वर्तमान आयु से कहीं अधिक है।

अंतभाषण

इस प्रकार का अनुमान - हिग्स बोसोन के संबंध में नहीं, बल्कि व्यापक संदर्भ में - पहली बार 1974 में सोवियत भौतिकविदों कोबज़ेरेव, ओकुन और वोलोशिन द्वारा दिया गया था। तीन साल बाद, कोलमैन ने समस्या को और अधिक कठोर तरीके से हल किया। इसके बाद एक मेटास्टेबल वैक्यूम के क्षय के और भी सटीक विश्लेषण के साथ कागजात की एक श्रृंखला थी, जिसमें, गुरुत्वाकर्षण प्रभाव बहुत महत्वपूर्ण साबित हुए। यह प्रक्रिया, और एक मेटास्टेबल वैक्यूम का उपयोग करने की संभावना, फिर ब्रह्मांड के शुरुआती चरणों में ब्रह्मांड के विकास के संभावित परिदृश्य के रूप में दृढ़ता से प्रवेश करती है।

दिलचस्प बात यह है कि हाल ही में इस कहानी में एक और मोड़ आया। डेढ़ साल पहले, संदेह व्यक्त किया गया था कि हमारे अंतरिक्ष-समय में मेटास्टेबल वैक्यूम मौजूद नहीं हो सकते हैं, क्योंकि वे धीरे-धीरे क्षय नहीं होते हैं, जैसा कि अब तक सोचा गया था, लेकिन इसके विपरीत - असीम तेज़. हालाँकि, तब इन संदेहों के लिए एक प्रति-आपत्ति को सामने रखा गया था: असीम रूप से तेजी से क्षय के बारे में निष्कर्ष हमारे लिए ज्ञात भौतिकी के नियमों की प्रयोज्यता की सीमा से परे सूत्रों के एक अनुचित एक्सट्रपलेशन पर आधारित है। तो अलार्म गलत निकला, और मेटास्टेबल वैक्यूम स्टेट्स, कम से कम सिद्धांत रूप में, स्वीकार्य हैं।

मानक मॉडल का हिग्स वैक्यूम स्थिर है या नहीं, इस चर्चा पर लौटते हुए, हम इस बात पर जोर देते हैं कि वहां की स्थिति थोड़ी अलग है (संभाव्यता अलग दिखती है, और संख्याएं बहुत अलग हैं)। लेकिन सामान्य "नैतिक" वही रहता है: यदि बाधा अधिक है, तो इसे क्षय होने में बहुत लंबा समय लगेगा; यदि अवरोध छोटा है, तो क्षय काफी तेज होगा। सौभाग्य से, इससे हमें कोई खतरा नहीं है।

दुनिया का सबसे अविश्वसनीय अंत एक झूठे शून्य के पतन के परिणामस्वरूप दुनिया का विनाश होगा। इस मामले में, न केवल लोग, ग्रह, सूर्य और आकाशगंगा, बल्कि पूरे अवलोकन योग्य ब्रह्मांड का अस्तित्व समाप्त हो जाएगा। वैज्ञानिक, विशेष रूप से, "क्या आप कंप्यूटर सिमुलेशन में रह रहे हैं?" काम के लेखक दार्शनिक निक बोस्ट्रोम ने बार-बार मानवता को ऐसे भविष्य से भयभीत किया है। "Lenta.ru" सामग्री में - पृथ्वी पर जीवन के लिए वास्तविक निर्वात कितना खतरनाक है।

क्वांटम फील्ड थ्योरी में वैक्यूम न्यूनतम संभव ऊर्जा वाले सिस्टम की स्थिति से मेल खाता है। ऐसी दुनिया में सभी भौतिक प्रक्रियाएं इस शून्य मान से अधिक ऊर्जा के साथ होती हैं। इस बीच, यह संभव है कि ब्रह्मांड या उसका अवलोकन योग्य भाग एक मेटास्टेबल, या असत्य, निर्वात में हो। इसका मतलब है कि एक और भी अधिक अनुकूल ऊर्जा स्थिति है जिसमें ब्रह्मांड विकसित हो सकता है - एक सच्चा निर्वात।

एक झूठे निर्वात से एक सच्चे निर्वात में एक प्रणाली के संक्रमण का मात्रात्मक विवरण पहली बार सोवियत भौतिकविदों द्वारा 1970 के दशक में प्रस्तावित किया गया था। लगभग उसी समय, इन सवालों ने अमेरिकी वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित किया। तिथि करने के लिए, एक गणितीय उपकरण विकसित किया गया है जो एक प्रारंभिक, मेटास्टेबल राज्य से दूसरे, अधिक स्थिर एक तक सिस्टम टनलिंग की संभावना का अनुमान लगाना संभव बनाता है। यह काफी हद तक सांख्यिकीय भौतिकी और क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत पर आधारित है, जो तथाकथित ब्रह्माण्ड संबंधी बुलबुला औपचारिकता का आधार है।

इस दृष्टिकोण में, देखने योग्य दुनिया को एक झूठे निर्वात में मौजूद माना जाता है। यह अवस्था, सबसे अधिक संभावना है, एक मेटास्टेबल प्रकृति की है - संपूर्ण ब्रह्मांड या उसका वह हिस्सा जिसे एक व्यक्ति देखता है, एक विशाल ब्रह्माण्ड संबंधी समय अंतराल के लिए स्थिर अवस्था में हो सकता है, जो कि सीमित है। एक झूठे वैक्यूम बुलबुले के अंदर एक सच्चा वैक्यूम बुलबुला बन सकता है। इस मामले में ब्रह्मांड का विकास प्रारंभिक मेटास्टेबल अवस्था के क्षय के कारण होता है।

सच्चे निर्वात का बुलबुला झूठे निर्वात के बुलबुले के अंदर सापेक्षता के विशेष सिद्धांत के अनुसार फैलता है, प्रकाश की गति से तेज नहीं, और मूल दुनिया के सभी पदार्थों को नष्ट कर देता है। इसलिए, वे देखने योग्य ब्रह्मांड की संभावित मृत्यु के बारे में बात करते हैं। हालांकि, झूठे वैक्यूम क्षय का मात्रात्मक विश्लेषण बड़ी अनिश्चितता से जुड़ा है।

मुख्य बात यह है कि एक नए ब्रह्माण्ड संबंधी चरण के बुलबुले के जन्म की संभावना का अनुमान लगाना है। दो मुख्य दृष्टिकोण हैं जो समस्या को यथासंभव सरल बनाना और संक्रमण संभावना के लिए स्पष्ट अभिव्यक्ति प्राप्त करना संभव बनाते हैं - पतली और मोटी दीवार सन्निकटन। मानक मॉडल की हिग्स क्षमता (दूसरे शब्दों में - गिन्ज़बर्ग-लैंडौ) - प्राथमिक कण भौतिकी की आधुनिक अवधारणा - एक मूल वस्तु के रूप में कार्य करती है। इसमें हिग्स क्षेत्र होता है, जो कणों में एक जड़त्वीय द्रव्यमान की उपस्थिति के लिए जिम्मेदार होता है।

झूठे बुलबुले में सच्चे निर्वात के बुलबुले का बनना पहली तरह के चरण संक्रमण से मेल खाता है, जब सिस्टम अचानक से गुजरता है, और निरंतर नहीं, जैसा कि दूसरे प्रकार के चरण संक्रमण में होता है। दोनों सन्निकटन में मुख्य बात झूठे और सच्चे निर्वात को अलग करने वाले संभावित अवरोध की ऊंचाई है। पतली दीवार सन्निकटन तब काम करता है जब क्षमता के झूठे और सच्चे मिनीमा के बीच का अंतर उनके बीच की बाधा की ऊंचाई से बहुत छोटा होता है।

यदि दीवार की मोटाई बुलबुले की त्रिज्या से बहुत कम है, तो इसके जन्म की संभावना में मुख्य योगदान थोक ऊर्जा के बजाय सतह द्वारा किया जाता है। इस मामले में संभाव्यता की परिभाषा को घातांक की गणना के लिए कम कर दिया गया है। शारीरिक रूप से दिलचस्प सिद्धांतों में मोटी दीवार सन्निकटन बहुत कम बार प्रयोग किया जाता है। और यह स्पष्ट है कि क्यों: इस मामले में, एक नए चरण के बुलबुले के गठन की संभावना तेजी से दब गई है - एक झूठा वैक्यूम एक सच्चे से व्यावहारिक रूप से अप्रभेद्य है।

टनलिंग की संभावना हिग्स क्षमता के लिए क्वांटम सुधार पर निर्भर करती है, विशेष रूप से, भारी कणों के योगदान पर। वर्तमान में, शीर्ष क्वार्क को सबसे भारी प्राथमिक कण माना जाता है - इसका द्रव्यमान 173 गीगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट से अधिक है। यही कारण है कि ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडलों के लिए नए भारी कणों की खोज इतनी महत्वपूर्ण है - यह प्रेक्षित दुनिया की स्थिरता की भविष्यवाणियों को प्रभावित कर सकती है।

गुरुत्वाकर्षण में निर्वात के क्षय में एक विशेष भूमिका - अंतरिक्ष-समय की वक्रता। विशेष रूप से, सूक्ष्म ब्लैक होल, जो उच्च-ऊर्जा कणों के टकराव से उत्पन्न हो सकते हैं, सैकड़ों के कारक द्वारा उनके आसपास के क्षेत्र में वास्तविक वैक्यूम के साथ बुलबुले के जन्म की संभावना को बढ़ाते हैं। ब्रह्मांड संबंधी बुलबुले की गतिशीलता और भी जटिल है यदि मूल ब्रह्मांड के अंदर कई बुलबुले बनते हैं - एक दूसरे के साथ विस्तार और टकराते हुए, वे एक सच्चे निर्वात के साथ एक नई दुनिया बनाते हैं।

आज यह ज्ञात नहीं है कि ब्रह्मांड किस अवस्था में है। अगर यह एक सच्चा शून्य है, तो चिंता की कोई बात नहीं है। यदि गलत है, तो, सबसे अधिक संभावना है, भी - देखने योग्य ब्रह्मांड के आयाम एक नए बुलबुले के लिए बहुत बड़े हैं, जो प्रकाश की गति से विस्तार कर रहे हैं, पूरी दुनिया को मानव मानकों द्वारा किसी भी उचित समय में भरने के लिए। हालांकि, एक अपवाद है - अगर मानवता के तत्काल आसपास के क्षेत्र में किसी तरह एक नया चरण उत्पन्न होता है। तब पृथ्वी लगभग तुरंत मर सकती है।

"क्या आप कुछ नहीं से कुछ बना सकते हैं चाचा?" - "नहीं, मेरे दोस्त, कुछ नहीं से कुछ नहीं आएगा।"
शेक्सपियर, "किंग लियर" (टी.एल. शचेपकिना-कुपरनिक द्वारा अनुवादित)

वैक्यूम खाली जगह है। इसे अक्सर "कुछ नहीं" के पर्याय के रूप में प्रयोग किया जाता है। यही कारण है कि निर्वात ऊर्जा का विचार इतना अजीब लगा जब इसे पहली बार आइंस्टीन ने सामने रखा था। हालांकि, पिछले तीन दशकों में प्राथमिक कणों के सिद्धांत की उपलब्धियों के प्रभाव में, भौतिकविदों का वैक्यूम के प्रति दृष्टिकोण मौलिक रूप से बदल गया है। वैक्यूम अनुसंधान जारी है, और जितना अधिक हम इसके बारे में सीखते हैं, उतना ही जटिल और आश्चर्यजनक लगता है।

प्राथमिक कणों के आधुनिक सिद्धांतों के अनुसार, निर्वात एक भौतिक वस्तु है; इसे ऊर्जा से चार्ज किया जा सकता है और यह विभिन्न अवस्थाओं में हो सकता है। भौतिकविदों की शब्दावली में इन अवस्थाओं को भिन्न-भिन्न निर्वात कहते हैं। प्राथमिक कणों के प्रकार, उनके द्रव्यमान और अंतःक्रियाएं अंतर्निहित निर्वात द्वारा निर्धारित की जाती हैं। कणों और निर्वात के बीच संबंध ध्वनि तरंगों और उस सामग्री के समान है जिसके माध्यम से वे फैलते हैं। जिस निर्वात में हम रहते हैं वह सबसे कम ऊर्जा की अवस्था में होता है, उसे "सच्चा निर्वात" कहते हैं। यह संभव है कि हमारा निर्वात सबसे कम ऊर्जा न हो। स्ट्रिंग सिद्धांत, जो आज सबसे मौलिक भौतिक सिद्धांत की भूमिका के लिए मुख्य उम्मीदवार है, नकारात्मक ऊर्जा के साथ वैक्यूम के अस्तित्व को मानता है। यदि वे वास्तव में मौजूद हैं, तो हमारा निर्वात उसमें निहित सभी भौतिक वस्तुओं के लिए विनाशकारी परिणामों के साथ स्वतः ही विघटित हो जाएगा।

भौतिकविदों ने इस प्रकार के निर्वात में रहने वाले कणों और उनके बीच कार्य करने वाली शक्तियों के बारे में ज्ञान का खजाना जमा किया है। मजबूत परमाणु बल, उदाहरण के लिए, परमाणु नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को बांधता है, विद्युत चुम्बकीय बल इलेक्ट्रॉनों को नाभिक के चारों ओर अपनी कक्षाओं में रखते हैं, और कमजोर बल न्यूट्रिनो नामक मायावी प्रकाश कणों के व्यवहार के लिए जिम्मेदार होता है। जैसा कि उनके नाम से पता चलता है, ये तीन बल बहुत अलग ताकत के हैं, विद्युत चुम्बकीय बल मजबूत और कमजोर के बीच मध्यवर्ती हैं।

अन्य वैक्यूम में प्राथमिक कणों के गुण पूरी तरह से भिन्न हो सकते हैं। यह ज्ञात नहीं है कि कितने अलग-अलग रिक्तिकाएँ हैं, लेकिन प्राथमिक कण भौतिकी का सुझाव है कि संभवतः कम से कम दो और होने चाहिए, इसके अलावा, अधिक समरूपता और कणों की एक छोटी विविधता और बातचीत के साथ। इनमें से पहला तथाकथित इलेक्ट्रोवेक वैक्यूम है, जिसमें इलेक्ट्रोमैग्नेटिक और कमजोर इंटरैक्शन में समान ताकत होती है और यह एक संयुक्त बल के घटकों के रूप में प्रकट होता है। इस निर्वात में इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान शून्य होता है और वे न्यूट्रिनो से अप्रभेद्य होते हैं। वे प्रकाश की गति से चलते हैं और परमाणुओं के भीतर नहीं रह सकते। कोई आश्चर्य नहीं कि हम इस प्रकार के शून्य में नहीं रहते।

दूसरा ग्रैंड यूनिफिकेशन का निर्वात है, जिसमें कणों के बीच तीनों प्रकार की बातचीत विलीन हो जाती है। इस अत्यधिक सममित अवस्था में, न्यूट्रिनो, इलेक्ट्रॉन और क्वार्क (जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बनाते हैं) विनिमेय हो जाते हैं। यदि एक इलेक्ट्रोवीक वैक्यूम लगभग निश्चित रूप से मौजूद है, तो ग्रैंड यूनिफिकेशन वैक्यूम बहुत अधिक सट्टा निर्माण है। कण सिद्धांत जो इसके अस्तित्व की भविष्यवाणी करते हैं, सैद्धांतिक रूप से आकर्षक हैं, लेकिन इसमें अत्यधिक उच्च ऊर्जाएं शामिल हैं, और उनके अवलोकन संबंधी साक्ष्य विरल और अधिकतर अप्रत्यक्ष हैं।

इलेक्ट्रोवेक वैक्यूम के प्रत्येक घन सेंटीमीटर में जबरदस्त ऊर्जा होती है और - द्रव्यमान और ऊर्जा के बीच आइंस्टीन के संबंध के अनुसार - एक विशाल द्रव्यमान, लगभग दस मिलियन ट्रिलियन टन (चंद्रमा के द्रव्यमान के बारे में)। इतनी बड़ी संख्या का सामना करते हुए, भौतिक विज्ञानी संख्याओं के संक्षिप्त अंकन पर स्विच करते हैं, उन्हें दसियों की शक्तियों में व्यक्त करते हैं। एक ट्रिलियन वह होता है जिसके बाद 12 शून्य होते हैं; इसे 10^12 लिखा जाता है। दस मिलियन ट्रिलियन एक है जिसके बाद 19 शून्य हैं; यानी इलेक्ट्रोवीक वैक्यूम का द्रव्यमान घनत्व 10^19 टन प्रति घन सेंटीमीटर है। ग्रैंड यूनिफिकेशन के निर्वात के लिए, द्रव्यमान घनत्व और भी अधिक हो जाता है, और राक्षसी रूप से अधिक - 10^48 गुना। कहने की जरूरत नहीं है कि यह निर्वात किसी प्रयोगशाला में कभी नहीं बनाया गया है: इसके लिए वर्तमान तकनीक की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी।

इन चौंका देने वाली मात्राओं की तुलना में, एक साधारण सच्चे निर्वात की ऊर्जा नगण्य होती है। लंबे समय तक इसे बिल्कुल शून्य माना जाता था, लेकिन हाल के अवलोकनों से संकेत मिलता है कि निर्वात में एक छोटी सकारात्मक ऊर्जा हो सकती है, जो प्रति घन मीटर तीन हाइड्रोजन परमाणुओं के द्रव्यमान के बराबर होती है। इस खोज का महत्व अध्याय 9, 12, और 14 में स्पष्ट हो जाएगा। उच्च-ऊर्जा वाले वैक्यूम को "झूठा" कहा जाता है, क्योंकि सच्चे वैक्यूम के विपरीत, वे अस्थिर होते हैं। थोड़े समय के बाद, आमतौर पर एक सेकंड का एक छोटा सा अंश, झूठा वैक्यूम टूट जाता है, एक सच्चे में बदल जाता है, और इसकी अतिरिक्त ऊर्जा प्राथमिक कणों के आग के गोले के रूप में निकल जाती है। निम्नलिखित अध्यायों में, हम वैक्यूम क्षय की प्रक्रिया को और अधिक विस्तार से देखेंगे।

यदि निर्वात में ऊर्जा है, तो आइंस्टीन के अनुसार उसमें भी तनाव होना चाहिए। यह निष्कर्ष सरल ऊर्जा विचारों से समझना आसान है। बल हमेशा किसी भौतिक वस्तु पर उसकी ऊर्जा को कम करने की दिशा में कार्य करता है। (अधिक विशेष रूप से, संभावित ऊर्जा, जो ऊर्जा का गैर-गतिशील घटक है।) उदाहरण के लिए, गुरुत्वाकर्षण घटती ऊर्जा की दिशा में वस्तुओं को नीचे की ओर खींचता है। (गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा जमीन से ऊपर की ऊंचाई के साथ बढ़ती है।) एक झूठे निर्वात के लिए, ऊर्जा उस मात्रा के समानुपाती होती है जिसमें वह व्याप्त होता है और केवल आयतन को कम करके ही कम किया जा सकता है। इसलिए, एक बल होना चाहिए जो वैक्यूम को संपीड़ित करता है। यह बल तनाव है।

लेकिन तनाव एक प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण प्रभाव पैदा करता है। निर्वात के मामले में, प्रतिकर्षण अपने द्रव्यमान के कारण गुरुत्वाकर्षण आकर्षण से तीन गुना अधिक मजबूत होता है, इसलिए कुल एक बहुत मजबूत प्रतिकर्षण होता है। आइंस्टीन ने इस वैक्यूम एंटी-ग्रेविटी का इस्तेमाल दुनिया के अपने स्थिर मॉडल में सामान्य पदार्थ के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव को संतुलित करने के लिए किया था। उन्होंने पाया कि संतुलन तब प्राप्त होता है जब पदार्थ का द्रव्यमान घनत्व निर्वात से दोगुना होता है। गुथ ने एक और योजना प्रस्तावित की: ब्रह्मांड को संतुलित करने के बजाय, वह इसे फुला देना चाहता था। इसलिए उसने झूठे निर्वात के प्रतिकूल गुरुत्वाकर्षण को निर्विरोध हावी होने दिया।

अंतरिक्ष मुद्रास्फीति

एलन गुथ एमआईटी में अपने कार्यालय में। गुथ अव्यवस्थित कैबिनेट के लिए 1995 के बोस्टन ग्लोब प्रतियोगिता के गौरवशाली विजेता हैं।

क्या होगा यदि, सुदूर अतीत में, ब्रह्मांड का स्थान झूठे निर्वात की स्थिति में था? यदि उस युग में पदार्थ का घनत्व ब्रह्मांड को संतुलित करने के लिए आवश्यकता से कम होता, तो प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण हावी होता। इससे ब्रह्मांड का विस्तार होगा, भले ही इसका प्रारंभ में विस्तार न हुआ हो।
अपने विचारों को और अधिक निश्चित बनाने के लिए, हम मान लेंगे कि ब्रह्मांड बंद है। फिर यह चित्र 3.1 में गुब्बारे की तरह फुलाता है। जैसे-जैसे ब्रह्मांड का आयतन बढ़ता है, पदार्थ दुर्लभ होता जाता है और इसका घनत्व कम होता जाता है। हालांकि, झूठी वैक्यूम द्रव्यमान घनत्व एक निश्चित स्थिरांक है; यह हमेशा वही रहता है। तो बहुत जल्दी पदार्थ का घनत्व नगण्य हो जाता है, हम झूठे निर्वात के एक समान विस्तार वाले समुद्र के साथ रह जाते हैं।

विस्तार झूठे निर्वात के तनाव के कारण होता है, जो इसके द्रव्यमान घनत्व से जुड़े आकर्षण से अधिक होता है। चूंकि इनमें से कोई भी मात्रा समय के साथ नहीं बदलती है, इसलिए विस्तार की दर उच्च स्तर की सटीकता तक स्थिर रहती है। यह दर उस अनुपात की विशेषता है जिसमें ब्रह्मांड प्रति इकाई समय (जैसे, एक सेकंड) का विस्तार करता है। अर्थ में, यह मूल्य अर्थव्यवस्था में मुद्रास्फीति की दर के समान है - प्रति वर्ष कीमतों में प्रतिशत वृद्धि। 1980 में, जब गुथ हार्वर्ड में एक सेमिनार पढ़ा रहे थे, तब अमेरिकी मुद्रास्फीति दर 14% थी। यदि यह मूल्य अपरिवर्तित रहा, तो कीमतें हर 5.3 साल में दोगुनी हो जाएंगी। इसी तरह, ब्रह्मांड के विस्तार की एक स्थिर दर का अर्थ है कि समय का एक निश्चित अंतराल है जिसके दौरान ब्रह्मांड का आकार दोगुना हो जाता है।

विकास जो लगातार दोगुने समय की विशेषता है, घातीय वृद्धि कहलाती है। यह बहुत जल्दी विशाल संख्याओं की ओर ले जाने के लिए जाना जाता है। यदि आज पिज्जा के एक टुकड़े की कीमत $1 है, तो 10 दोहरीकरण चक्रों (हमारे उदाहरण में 53 वर्ष) के बाद, इसकी कीमत $1024 होगी, और 330 चक्रों के बाद यह $10^100 तक पहुँच जाएगी। इस विशाल संख्या, एक के बाद 100 शून्य, का एक विशेष नाम है - गूगोल। गुथ ने ब्रह्मांड के घातीय विस्तार का वर्णन करने के लिए ब्रह्मांड विज्ञान में मुद्रास्फीति शब्द का उपयोग करने का सुझाव दिया।

एक झूठे निर्वात से भरे ब्रह्मांड के लिए दोहरीकरण का समय अविश्वसनीय रूप से कम है। और निर्वात ऊर्जा जितनी अधिक होगी, उतनी ही कम होगी। इलेक्ट्रोवीक वैक्यूम के मामले में, ब्रह्मांड एक माइक्रोसेकंड के तीसवें हिस्से में एक गूगोल के कारक द्वारा विस्तारित होगा, और एक ग्रैंड यूनिफिकेशन वैक्यूम की उपस्थिति में, यह 10^26 गुना तेजी से होगा। एक सेकंड के इतने कम अंश में, एक परमाणु के आकार का क्षेत्र आज पूरे अवलोकन योग्य ब्रह्मांड की तुलना में बहुत बड़े आकार में बढ़ जाएगा।

क्योंकि मिथ्या निर्वात अस्थिर है, यह अंततः विघटित हो जाता है और इसकी ऊर्जा कणों के एक आग के गोले को प्रज्वलित करती है। यह घटना मुद्रास्फीति के अंत और सामान्य ब्रह्माण्ड संबंधी विकास की शुरुआत का प्रतीक है। इस प्रकार, एक छोटे से प्रारंभिक भ्रूण से हमें एक विशाल गर्म विस्तार करने वाला ब्रह्मांड मिलता है। और एक अतिरिक्त बोनस के रूप में, यह परिदृश्य बिग बैंग ब्रह्मांड विज्ञान की विशेषता वाले क्षितिज और फ्लैट ज्यामिति समस्याओं को चमत्कारिक रूप से समाप्त करता है।

क्षितिज समस्या का सार यह है कि देखने योग्य ब्रह्मांड के कुछ हिस्सों के बीच की दूरी ऐसी है कि वे हमेशा बिग बैंग के बाद से प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी से अधिक होती हैं। इससे पता चलता है कि उन्होंने कभी एक-दूसरे के साथ बातचीत नहीं की, और फिर यह समझाना मुश्किल है कि उन्होंने तापमान और घनत्व की लगभग सटीक समानता कैसे हासिल की। मानक बिग बैंग सिद्धांत में, प्रकाश द्वारा यात्रा की जाने वाली पथ ब्रह्मांड की आयु के अनुपात में बढ़ती है, जबकि क्षेत्रों के बीच की दूरी धीरे-धीरे बढ़ती है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण द्वारा ब्रह्मांडीय विस्तार धीमा हो जाता है। जो क्षेत्र आज परस्पर क्रिया नहीं कर सकते, वे भविष्य में एक-दूसरे को प्रभावित करने में सक्षम होंगे, जब प्रकाश अंततः उन्हें अलग करने वाली दूरी को कवर कर लेगा। लेकिन अतीत में, प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी जितनी होनी चाहिए, उससे भी कम हो जाती है, इसलिए यदि क्षेत्र आज बातचीत नहीं कर सकते हैं, तो वे निश्चित रूप से पहले ऐसा करने में सक्षम नहीं थे। इसलिए समस्या की जड़ गुरुत्वाकर्षण की आकर्षक प्रकृति से संबंधित है, जिसके कारण विस्तार धीरे-धीरे धीमा हो जाता है।

हालांकि, एक झूठे निर्वात ब्रह्मांड में, गुरुत्वाकर्षण प्रतिकारक है, और विस्तार को धीमा करने के बजाय, इसे गति देता है। इस मामले में, स्थिति उलट जाती है: जो क्षेत्र प्रकाश संकेतों का आदान-प्रदान कर सकते हैं, वे भविष्य में इस अवसर को खो देंगे। और, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि वे क्षेत्र जो आज एक-दूसरे के लिए दुर्गम हैं, उन्होंने अतीत में परस्पर क्रिया की होगी। क्षितिज की समस्या दूर हो गई है!

समतल स्थान की समस्या उतनी ही आसानी से हल हो जाती है। यह पता चला है कि ब्रह्मांड महत्वपूर्ण घनत्व से तभी दूर होता है जब इसका विस्तार धीमा हो जाता है। एक त्वरित मुद्रास्फीति विस्तार के मामले में, विपरीत सच है: ब्रह्मांड एक महत्वपूर्ण घनत्व के करीब पहुंच रहा है, जिसका अर्थ है कि यह चापलूसी हो रहा है। क्योंकि मुद्रास्फीति ब्रह्मांड को एक विशाल कारक द्वारा बढ़ा देती है, हम इसका केवल एक छोटा अंश देखते हैं। यह देखने योग्य क्षेत्र हमारी पृथ्वी के समान समतल दिखाई देता है, जो सतह के करीब देखने पर भी सपाट दिखाई देता है। इसलिए, मुद्रास्फीति की एक छोटी अवधि ब्रह्मांड को बड़ा, गर्म, एकसमान और सपाट बनाती है, जिससे मानक बिग बैंग कॉस्मोलॉजी के लिए आवश्यक प्रारंभिक स्थितियों का निर्माण होता है ...

हाल के दिनों की लोकप्रिय संस्कृति में कयामत की भविष्यवाणी एक नया चलन है। सभी धारियों के भविष्य विज्ञानी और तांत्रिक मानव इतिहास के रंगीन समापन का वर्णन करने में प्रतिस्पर्धा करते हैं। वैज्ञानिक दुनिया के रुझानों से पीछे नहीं रहते हैं और मानते हैं कि पृथ्वी की मृत्यु का कारण दो संस्थाओं की परस्पर क्रिया होगी - झूठा और सच्चा निर्वात। कथानक इतना दिलचस्प है कि यह हॉलीवुड की ब्लॉकबस्टर पर खींचता है।

बहुविकल्पी

क्वांटम यांत्रिकी की अवधारणाओं को समझने के लिए आगे बढ़ने से पहले, यह जानना आवश्यक है कि "की अवधारणा में क्या निवेश किया गया है" शून्य स्थान' विभिन्न संदर्भों में:

1. सामान्य स्थिति में, यह माना जाता है कि यह स्थान पदार्थ रहित है। लैटिन से अनुवादित, यह शब्द "स्वतंत्रता" या "शून्यता" के रूप में अनुवादित होता है;
2. इंजीनियरिंग और अनुप्रयुक्त भौतिकी में: कोई भी स्थान जिसमें दबाव वायुमंडलीय दबाव से कम हो। तो, वैक्यूम क्लीनर का अंग्रेजी नाम है " शून्य स्थानसफाई वाला"इस व्याख्या को सटीक रूप से संदर्भित करता है;
3. 19वीं सदी के प्राकृतिक विज्ञान अनुसंधान के संदर्भ में: यह एक ऐसा वातावरण है जो एक सर्वव्यापी पदार्थ से भरा हुआ है जिसे ईथर कहा जाता है;
4. विद्युत चुंबकत्व में: विद्युत चुम्बकीय क्रिया के लिए संदर्भ माध्यम। यह विकिरण के प्रसार में बाधा उत्पन्न नहीं करता है। इसमें दो विद्युत विभवों के अध्यारोपण का सिद्धांत प्रत्येक विभव का केवल एक साधारण जोड़ है।

"शून्यता" और "कुछ नहीं" की अवधारणाओं के संबंध में दार्शनिक विवाद दो हजार से अधिक वर्षों से चल रहे हैं। इस अस्थिर गुर्दे पर कदम रखने का पहला प्रयास प्लेटो द्वारा किया गया था, लेकिन उनके विचारों को तुरंत खारिज कर दिया गया था: इंद्रियों द्वारा कुछ भी नहीं माना जा सकता है - जिसका अर्थ है कि इसका अस्तित्व सिद्ध नहीं किया जा सकता है।

सच्चा निर्वात क्या है?

अक्सर, प्रयोगशाला और प्राकृतिक परिस्थितियों में, भौतिक विज्ञानी तथाकथित आंशिक निर्वात से निपटते हैं, जो कुछ मात्रा में "बाँझ" स्थितियों से विचलित होता है। बाहरी स्थान ऐसे "अंडर-वैक्यूम" के उदाहरण के रूप में काम कर सकता है:

• इसका घनत्व और दबाव बेहद कम है;
• हालांकि, इंटरस्टेलर स्पेस में भी प्रति घन मीटर में कुछ हाइड्रोजन परमाणु होते हैं;
• ग्रह और तारे आदर्श परिस्थितियों से और भी आगे हैं: गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण उनका वायुमंडल है;
• वास्तव में, अंतरिक्ष एक दुर्लभ प्लाज्मा है जो आवेशित कणों और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों से भरा होता है।

इस तरह के एक अपूर्ण मॉडल के विपरीत, एक "आदर्श निर्वात" की अवधारणा है, जो क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत में तथाकथित जमीनी स्थिति है:

• यह न्यूनतम संभव (शून्य) ऊर्जा वाला राज्य है;
• इसे प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त नहीं किया जा सकता है, यह केवल "कलम की नोक पर" मौजूद है;
• विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के औसत शून्य मानों के बावजूद, उनका फैलाव शून्य के बराबर नहीं होता है;
• कभी-कभी, आभासी कण ऐसे "शून्य" (एक घटना जिसे उतार-चढ़ाव कहा जाता है) में प्रकट और गायब हो जाते हैं।

भौतिक सिद्धांत

आधुनिक क्वांटम भौतिकी के ढांचे के भीतर, वास्तविक भौतिक निर्वात का सिद्धांत पूरी तरह से विकसित नहीं हुआ है। इस घटना के अध्ययन के लिए कई दृष्टिकोण हैं:

1. छोटी ऊर्जा वाले बहुत सारे कण;
2. एक सेलुलर माध्यम जिसमें नकारात्मक दबाव होता है;
3. एक क्वांटम तरल जिसमें फोटोनिक कण होते हैं। वे एक क्रिस्टलीय रासायनिक बंधन के सदृश मोज़ेक में एक साथ जुड़े हुए हैं;
4. सुपरफ्लुइड गुणों वाले क्वासिपार्टिकल्स का तरल;
5. अंग्रेजी वैज्ञानिक पॉल डिराक के अनुसार, यह शून्य से नीचे ऊर्जा वाले कणों का एक अंतहीन समुद्र है।

"वैक्यूम" की लैटिन अवधारणा की ऐतिहासिक रूप से प्रभावी व्याख्या "शून्यता" के रूप में आज उपयोग नहीं की जाती है।

इसके विपरीत, इसका ऑन्कोलॉजिकल अर्थ बदल गया है: "कुछ नहीं" (खाली जगह) के बजाय - "कुछ" (सभी चीजों की क्षमता युक्त)। भौतिकविदों का मानना ​​​​है कि निर्वात बाहरी दुनिया की सभी घटनाओं को जन्म दे सकता है और ब्रह्मांड में सबसे बुनियादी इकाई है। और इसलिए - पूरी तरह से ज्ञात नहीं है।

एक झूठा वैक्यूम क्या है?

"सामग्री शून्यता" की प्रकृति के बारे में सबसे लोकप्रिय परिकल्पनाओं में से एक अमेरिकी भौतिकविदों फ्रैंक विल्जेक और माइकल टर्नर की है। उन्होंने पहले तथाकथित "झूठे वैक्यूम" के सिद्धांत को सामने रखा, जिसमें निम्नलिखित गुण हैं:

• वास्तविक निर्वात के विपरीत इसका ऊर्जा स्तर अत्यंत छोटा है, लेकिन शून्य के बराबर नहीं है;
• सम्भवतः ऐसी स्थिति तब उत्पन्न हो सकती है जब साधारण स्थान से अधिकतम संख्या में कण और ऊर्जा हटा दी जाती है। इस तरह के एक ऑपरेशन से न्यूनतम स्थानीय ऊर्जा के साथ क्वांटम फ़ील्ड दिखाई देंगे;
• राज्य को "सुरंग प्रभाव" के कारण अस्थिरता की विशेषता है, जब प्राथमिक कण आसानी से संभावित अवरोध को बायपास करते हैं और कम ऊर्जा वाले राज्यों में गुजरते हैं;
• एक काल्पनिक शून्य एक सच्चे में बदल जाता है। इस संक्रमण का गणितीय मॉडल 1970 के दशक में सोवियत वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किया गया था।

वन्य जीवन में घटना अभी तक दर्ज नहीं की गई है। संपूर्ण ब्रह्मांड की प्रकृति के संबंध में केवल सैद्धांतिक मान्यताएं हैं, जिनकी चर्चा नीचे की जाएगी।

अस्तित्व का खतरा

मौलिक ब्रह्माण्ड संबंधी मुद्दों का अपर्याप्त ज्ञान भौतिकविदों की जंगली कल्पना के लिए व्यापक गुंजाइश खोलता है। अब लोकप्रिय वैज्ञानिक "डरावनी कहानियों" में से एक ब्रह्मांड के लिए खतरे से संबंधित है यदि बाद वाला न्यूनतम ऊर्जा की स्थिति में है:

• वैज्ञानिक एरिक मैक्स टेगमार्क और निक बोस्ट्रोम इस विषय पर चर्चा शुरू करने वाले पहले व्यक्ति थे। 2005 में, नेचर में, उन्होंने एक सनसनीखेज लेख प्रकाशित किया जिसमें उन्होंने कुछ सौ मिलियन वर्षों के बाद सभी चीजों की मृत्यु की घोषणा की;
• यदि ब्रह्मांड एक काल्पनिक निर्वात में है तो ऐसा परिदृश्य अत्यधिक संभावित है। यह राज्य सुचारू रूप से सच्चे निर्वात में बह जाएगा, जिसके साथ अनिश्चित लेकिन घातक परिणाम होंगे;
• एक नए राज्य के जन्म को एक ब्रह्माण्ड संबंधी बुलबुले के अंदर कई नए राज्यों की उपस्थिति के रूप में वर्णित किया जा सकता है;
• ये बुलबुले आपस में टकराएंगे, एकजुट होकर एक नई दुनिया को जन्म देंगे;
• यदि सिद्धांत सही है, तो बुलबुले का विस्तार राक्षसी दर से होगा और पृथ्वी पर जीवन की मृत्यु लगभग तात्कालिक होगी।

सर्वनाश की साजिश ने ब्रिटिश लेखक एलेस्टेयर रेनॉल्ड्स के उपन्यास पोसीडॉन वेक्स (2015) का आधार बनाया।

दुनिया की वैज्ञानिक तस्वीर की सापेक्षता आपके पैरों तले से जमीन खिसका सकती है। प्रत्येक आम आदमी के लिए समझ में आने वाली शून्यता की अवधारणा के अलावा, भौतिकविदों ने "लगभग-शून्यता" को आगे रखा है, जो इसके असीम रूप से करीब है, लेकिन फिर भी इसमें एक निश्चित न्यूनतम ऊर्जा होती है। तो सरल शब्दों में कोई भी असत्य और सच्चे निर्वात का वर्णन कर सकता है। घटना के साथ अधिक विस्तृत परिचित के लिए, एक गहरी तकनीकी शिक्षा की आवश्यकता है।

वीडियो: क्यों एक झूठा वैक्यूम ब्रह्मांड को नष्ट कर सकता है?

इस वीडियो में, भौतिक विज्ञानी रॉबर्टो स्टीवंस आपको बताएंगे कि कैसे ब्रह्मांड कुछ ही सेकंड में गायब हो सकता है:

यदि तुम अचानक सेवैज्ञानिक और निकट-वैज्ञानिक समाचारों का पालन करें, हो सकता है कि आप किसी अन्य के सामने आए हों स्टीफन हॉकिंग की डरावनी कहानी. वह वहाँ फिर से पूरी दुनिया को हर-मगिदोन से धमका रहा है। अधिक सटीक रूप से, हॉकिंग ने, निश्चित रूप से, ऐसा कुछ नहीं कहा, वह सिर्फ अपनी नई पुस्तक स्टारमस का प्रचार कर रहे हैं, जो अक्टूबर में रिलीज़ होगी, और मीडिया, हमेशा की तरह, उठाता है और दुनिया भर में संदेश फैलाता है - "हॉकिंग ने कहा कि दुनिया में दो खालीपन हैं, झूठा और सच्चा जल्द ही सब कुछ झूठ सच हो जाएगा और सब खत्म हो जाएगा।

स्वाभाविक रूप से, यह पूरी तरह से बकवास है और आपको डरना नहीं चाहिए, हर-मगिदोन अनिश्चित काल के लिए स्थगित कर दिया गया है। लेकिन एक झूठा वैक्यूम क्या है और आपको इससे क्यों नहीं डरना चाहिए, मैं आपको बताना चाहूंगा। परंपरागत रूप से मैं उंगलियों पर™.

वैसे यह विचार काफी पुराना है और हॉकिंग इसके साथ नहीं आए। यह 1970 के दशक से वैज्ञानिक हलकों में घूम रहा है। और ऐसा लगता है कि हॉकिंग ने अभी तक इसका एक और मुश्किल समाधान ढूंढ लिया है पूरी तरह से सैद्धांतिकअवधारणाएं। समझने के लिए क्या है झूठा वैक्यूम, आपको सबसे पहले यह पता लगाना होगा कि एक सच्चा, वास्तविक निर्वात क्या है।

"वैक्यूम" शब्द के अर्थ से ही यह पूर्ण, पूर्ण शून्यता प्रतीत होता है। लेकिन हमारे पास खालीपन है, इसलिए बोलने के लिए, ताजगी की बदलती डिग्रीचलो प्रत्येक के माध्यम से चलते हैं।

पोस्ट की तस्वीर से कमरे को देखें, आमतौर पर अगर कमरे में लोग नहीं होते हैं, तो वे इसके बारे में कहते हैं कि यह खाली है। लेकिन आखिरकार, लोगों के अलावा, कमरे में विभिन्न वस्तुओं का एक गुच्छा हो सकता है, कुर्सियों, सोफे, अलमारियाँ, दीवारों पर कालीन (और उन्हें फर्श पर होना चाहिए!) और इसी तरह।

हम कमरे से सभी वस्तुओं को हटा देंगे, और बिल्कुल सब कुछ - हम दीवारों से सॉकेट्स को मोड़ देंगे, बेसबोर्ड को फाड़ देंगे, टुकड़े टुकड़े को हटा देंगे, और खिड़की के सिले को चीर देंगे। अब कमरा पूरी तरह खाली है। लेकिन क्या यह एक खालीपन है? वह हवा से भरी है! वैसे, समुद्र तल पर एक घन मीटर हवा का वजन लगभग एक किलोग्राम होता है, और एक घन मीटर पानी का वजन ठीक एक टन होता है। इसका मतलब यह है कि मानक ख्रुश्चेव छत को देखते हुए, 3x5 मीटर के मानक कमरे में 40 किलोग्राम से थोड़ा कम हवा होती है।

लेकिन उन्होंने हवा को भी हटा दिया, यानी। सारे अणु, सारे पदार्थ जो अंदर थे, अब हमारे पास एक निर्वात है? नहीं, अभी भी बहुत सारे क्षेत्र हैं! यदि कमरा उज्ज्वल है (प्रकाश बल्ब, बाल्डोस, वे इसे हटाना भूल गए!), इसका मतलब है कि प्रकाश के फोटॉन कमरे के चारों ओर आगे-पीछे उड़ते हैं। अगर कोई दीवार के बगल में वाई-फाई एक्सेस प्वाइंट लगाता है, तो वाई-फाई हमें अपनी विद्युत तरंगें भी कमरे में भेजता है। इसके अलावा, सेलुलर नेटवर्क निकटतम टावर से पकड़ा जाता है, साथ ही पूरे कमरे में रेडियो और टीवी आवृत्तियों के साथ प्रवेश किया जाता है, और मैं अभी भी चुप हूं कि एक सुपरनोवा नक्षत्र हरक्यूलिस से नेबुला में विस्फोट हुआ और हमारे पूरे कमरे में बाढ़ आ गई, लेकिन क्या है कमरा, पूरी पृथ्वी गामा विकिरण के साथ। हम कमरे से सभी संभावित विद्युत चुम्बकीय विकिरण को हटा देंगे, इसे पूरी तरह से ढाल देंगे। वैसे भी, कमरा सीएमबी से भरा है (सौभाग्य से इसे बाहर निकालना!) और प्रत्येक घन मिलीमीटर मात्रा के लिए खरबों न्यूट्रिनो द्वारा छेदा गया है। ए-ए-ए-ए !!!

संक्षेप में, वे तनाव में आ गए और कमरे से सब कुछ, सब कुछ, सब कुछ, जो कुछ भी संभव था, हटा दिया। हर चीज से सुरक्षित, और न्यूट्रिनो से बचाने के लिए उन्होंने चारों ओर 2-3 प्रकाश वर्ष मोटी सीसे की दीवारें बनाईं। केवल अब हमने निरपेक्ष निर्वात की अवधारणा को अपनाना शुरू किया है। यह प्रकृति में नहीं होता है, बिल्कुल। लेकिन दूर, आकाशगंगाओं से दूर, अंतरिक्ष की रिक्तियों में, आप कुछ ऐसा ही पा सकते हैं, हालांकि ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण से बचने के लिए अभी भी कहीं नहीं है। लेकिन वहां भी, या तो एक आवारा प्रोटॉन फिसल जाएगा, या एक न्यूट्रिनो, या किसी निकटतम आकाशगंगा से कुछ फोटॉन आ जाएंगे।

तो, हमने सब कुछ हटा दिया, बिल्कुल सब कुछ जो कमरे से संभव है, बिल्कुल साफ हो गया, ताजा, ठंढानिर्वात तापमान 0 केल्विन (क्योंकि कोई पदार्थ नहीं, कोई क्षेत्र नहीं - कोई तापमान नहीं) और सोचा कि इस कमरे के आयतन में क्या ऊर्जा है। तार्किक उत्तर बिल्कुल शून्य होगा, और फिर तुरंत - हां!

तथ्य यह है कि ऐसी चीजें हैं जिन्हें हम कमरे (वैक्यूम) से हटा सकते हैं, और ऐसी चीजें हैं जिन्हें वहां से हटाया नहीं जा सकता है। मूल रूप से।

सबसे पहले, ये तथाकथित क्वांटम वैक्यूम उतार-चढ़ाव हैं। बहुत देर तक विस्तार से समझाना क्या है, उंगलियों पर™हम कह सकते हैं कि क्वांटम स्तर पर बिल्कुल खाली वैक्यूम में भी, किसी न किसी तरह की हलचल लगातार हो रही है। वैक्यूम क्वांटम स्तर पर उबलता है, इसमें अनगिनत आभासी कण पैदा होते हैं और बिना किसी रुकावट के गायब हो जाते हैं, या तो डिराक समुद्र से बाहर कूदते हैं, या वापस गोता लगाते हैं। निर्वात के उतार-चढ़ाव से बचाना असंभव है, यह निर्वात का ही एक गुण है, वे हमेशा मौजूद रहते हैं।

दूसरे, ऐसा हुआ कि किसी ने शून्य में गिरा दिया काली ऊर्जा. यह वह है जो आकाशगंगाओं के त्वरित प्रतिकर्षण के लिए जिम्मेदार है। हमें नहीं पता कि यह किस तरह की ऊर्जा है, हम सोचते थे कि ये वैक्यूम उतार-चढ़ाव हैं, लेकिन फिर हमने गणना की - नहीं, वे नहीं हैं। बाकी और कुछ। "डार्क एनर्जी" सिर्फ एक नाम है। शायद अंधेरा बिल्कुल नहीं है, शायद ऊर्जा भी नहीं। लेकिन यह वहां है, यह नहीं हो सकता। उस से, यह अभी भी केवल निर्वात का ही एक और गुण माना जाता है, जैसे निर्वात में उतार-चढ़ाव, लेकिन किसी तरह अलग।

तीसरा, हाल ही में खोजा गया हिग्स बोसॉन। इस बोसॉन का अर्थ यह है कि एक निश्चित हिग्स क्षेत्र पूरे ब्रह्मांड में फैला हुआ है, जिसमें से यह बोसॉन एक क्वांटम है। यह क्षेत्र, फिर से, हर जगह और हर जगह है, आप इससे (आधुनिक वैज्ञानिक अवधारणाओं के अनुसार) छिपा नहीं सकते हैं, जिसका अर्थ है कि सबसे खाली शून्य में भी यह हमेशा मौजूद रहता है।

चौथा, अन्य सार्वभौमिक क्षेत्रया नियमित डार्क शिटजिसके बारे में हम अभी भी नहीं जानते और न ही जानते हैं।

यह सब हमें बताता है कि वैक्यूम के सबसे बेकार क्यूबिक मीटर में अभी भी कुछ ऊर्जा होती है (कम से कम उन लोगों का योग जो पहले ही उल्लेख किया गया है), यानी। यह कहा जा सकता है, यद्यपि बहुत ही लाक्षणिक रूप से, कि एक घन मीटर वैक्यूम का वजन कुछ होता है, क्योंकि अगर इसमें ऊर्जा है, तो इमेकवद्रत वही है!

जिससे आज विज्ञान में आधिकारिक तौर पर स्वीकार किया जाता है कि पूर्ण निर्वात को "बिल्कुल खाली" नहीं माना जाता है, बल्कि कुछ ऐसा है, जो सिद्धांत रूप में है, न्यूनतम संभव ऊर्जा मूल्य. यदि आप एक ऊर्जा ग्राफ खींचते हैं, तो आपको यह चक्कर आता है:

तस्वीर से, कई चीजें तुरंत स्पष्ट रूप से दिखाई और समझ में आती हैं (इसीलिए मैंने इसे लाया)।

हमारा वैक्यूम ग्राफ के सबसे निचले लाल बिंदु पर है, वहां ऊर्जा मूल्य न्यूनतम है, लेकिन यह शून्य के बराबर नहीं है। ग्राफ शून्य अक्ष को नहीं छूता है, लेकिन इससे थोड़ा ऊपर स्थित है।

और फिर श्रृंखला के सभी विचार एक तरफ बह गए - "चूंकि निर्वात ऊर्जा शून्य के बराबर नहीं है, क्या इसे किसी तरह व्यवसाय में लगाना संभव है, कहते हैं, वैक्यूम पर काम करने वाले किसी तरह के चालाक बिजली संयंत्र का निर्माण करना?" यह स्पष्ट है कि यह असंभव है। यदि आप गेंद को छेद में डालते हैं, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप इसके साथ क्या करते हैं, फिर भी यह अपने निम्नतम बिंदु पर वापस आ जाएगी। वे। किसी प्रकार का "निर्वात की ऊर्जा पर इंजन" बनाने के लिए, आपको इस ऊर्जा को निर्वात से लेने और इंजन को देने की आवश्यकता है, लेकिन ऐसा करना असंभव है, निर्वात की ऊर्जा पहले से ही बहुत कम है।

अब चलिए एक झूठे वैक्यूम पर चलते हैं। जैसे ही वैज्ञानिकों ने उस तस्वीर का अनुमान लगाया जिसका मैंने ऊपर हवाला दिया था, तुरंत संदेह पैदा हो गया, क्या हुआ अगर यह पूरी तस्वीर नहींलेकिन इसका सिर्फ एक हिस्सा? अचानक, अगर हम इससे दो कदम दूर हैं, तो हमारे पास एक व्यापक दृष्टिकोण होगा और पूरी तस्वीर वास्तव में इस तरह दिखेगी:

वे। जिसे हम अपना वास्तविक निर्वात कहते हैं, वह गड्ढों में से एक है (वैक्यूम ए)। जब वास्तविक, वास्तविक सच्चा निर्वात और भी नीचे होता है (वैक्यूम बी)। हो सकता है कि उस निर्वात में हिग्स क्षेत्र की ताकत कम हो, या कम डार्क एनर्जी हो, या कुछ और। इस मामले में, हमारे ब्रह्मांड में, हमें एक सच्चा नहीं, बल्कि एक झूठा शून्य मिलता है। अच्छा, झूठा और झूठा। हमारे लिए, बहुत अंतर नहीं है, हम अपना सारा जीवन इस झूठे शून्य में जी सकते हैं और अपना सिर नहीं फोड़ सकते। और यह भी नहीं पता कि वह असल मेंझूठा, लेकिन कहीं मौजूद है बहुत अधिक सच.

लेकिन इस बात की संभावना हमेशा बनी रहती है कि यह फ्रीबी अचानक अचानक खत्म हो जाए। प्रकृति हमेशा न्यूनतम ऊर्जा की ओर प्रवृत्त होती है। वह खुद एक झूठे वैक्यूम से एक सच्चे (एक छोटे से छेद से एक बड़े छेद तक) में नहीं जा सकती है, उसे अनुमति नहीं है और दीवारें हस्तक्षेप करती हैं।

लेकिन क्या होगा अगर "गेंद को जोर से दबाएं"? क्या होगा यदि आप निर्वात को इतनी ऊर्जा से मारते हैं कि वह ऊपर कूदता है और एक और निर्वात की स्थिति में लुढ़क जाता है, और अधिक सत्य है? वैसे, यह भी गलत हो सकता है, जिसके आगे पहले से ही होगा सचसच है, लेकिन हमारे लिए यह महत्वपूर्ण नहीं है। हमारे लिए यह महत्वपूर्ण है कि कुछ बकवास हो, और हमारा शून्य हमारे राज्य से अगले, "निचले" में कूद जाएगा।

मैं आपको बता दूं कि अभी यह होगा बहुत बुरा. और सभी को और सब कुछ। एक अच्छा गैर-कथा लेख अंत में कुछ छोटे आर्मगेडियन के बिना पूरा नहीं होता है। और फिर दुनिया का अंत सभी के लिए और कुल में आता है। इसमें मौजूद अन्य सभी कणों और क्षेत्रों के गुण निर्वात के गुणों पर निर्भर करते हैं। हमारे सभी इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन, जिनसे हम बने हैं, तुरंत अपने गुणों को बदल देंगे, उनके पास अलग-अलग चार्ज होंगे, या कुछ स्पिन या कुछ अन्य मूर्खतापूर्ण बकवास होंगे। और इसका मतलब है कि सभी परमाणु तुरंत टुकड़ों में गिर जाएंगे, या वाष्पित हो जाएंगे, या नष्ट हो जाएंगे, तारे फट जाएंगे या निकल जाएंगे, या ... संक्षेप में, कुछ भी हो सकता है, और संभावनाओं के नियम के अनुसार, कुछ बुरा होना निश्चित है . सब कुछ पहले की तरह रहने की संभावना न्यूनतम है, क्योंकि यदि आप मौजूदा ब्रह्मांड के किसी भी स्थिरांक को थोड़ा सा भी बदल देते हैं, तो यह तुरंत ही पूरी तरह से ध्वस्त हो जाता है। बेशक, इसके स्थान पर एक और ब्रह्मांड का निर्माण किया जा रहा है, लेकिन हम, जीवित जीवों के रूप में, रासायनिक अणुओं के विशिष्ट यौगिकों से मिलकर, इस परिवर्तन के बारे में बिल्कुल भी खुश नहीं होंगे।

मैं यह वर्णन करने की खुशी का विरोध नहीं कर सकता कि सब कुछ कैसे होगा। सबसे पहले, निर्वात का एक टुकड़ा ("कण", "परमाणु", अगर मैं ऐसा कह सकता हूं) एक झूठी स्थिति से एक सच्ची स्थिति में, या कम से कम एक कम हो जाएगा। और फिर वह अपने सभी पड़ोसियों को "अपने लिए" खींच लेगा। वहाँ गणनाएँ बहुत सरल नहीं हैं, लेकिन उदास प्रतिभाओं ने पहले ही गणना कर ली है कि एक टुकड़ा ऐसा नहीं करेगा - यह सभी को अपने साथ खींच लेगा। यह एक ट्यूब के माध्यम से ऊपरी बर्तन से निचले एक तक पानी की तरह रौंदेगा, वैज्ञानिक रूप से बोलते हुए: ढाल को निचले न्यूनतम की ओर निर्देशित किया जाएगा। प्रारंभिक छलांग के बिंदु के आसपास, वास्तव में, प्रकाश की गति से, एक अलग स्थान की एक गेंद, एक अलग निर्वात, सूजने लगेगा। गेंद जो कुछ भी छूती है, वह तुरंत अवशोषित हो जाती है, धूल और प्राथमिक कणों की एक जोड़ी में बदल जाती है, या यह सीसा-भारी हो जाती है और पूरी अचल संपत्ति से जकड़ जाती है, या यह एक लाख डिग्री, या यहां तक ​​कि सभी परमाणुओं, सभी पदार्थों के साथ प्रज्वलित होती है। एक पल एक धारा में बदल जाता है शुद्ध-उज्ज्वलऊर्जा और प्रकाश की गति से सभी दिशाओं में बिखर जाती है। यहां पहले से यह कहना संभव नहीं होगा कि कुछ भी हो सकता है, लेकिन जाहिर तौर पर यह पहले जैसा नहीं रहता। चूंकि गेंद की सीमाएं लगभग प्रकाश की गति से उड़ रही हैं, इसलिए पहले से देखना और आपदा की चेतावनी देना असंभव है। सूचना है कि एक मौत का गोला आप पर दौड़ रहा है एक और वैक्यूमलगभग उसी गति से फैलता है जैसे गुब्बारा खुद फुलाता है। आप बस अपना जीवन जीते हैं, फ्रेंच ब्रेड पर कुरकुरे करते हैं, टिप्पणियों में बकवास करते हैं या मोज़ाम्बिक की जंगली मधुमक्खियों से दूर भागते हैं और फिर - बम! आप सहित सब कुछ चला गया है। यह चोट नहीं पहुंचाएगा, यह डरावना नहीं होगा, बस एक पल में हमारी दुनिया खत्म हो जाएगी और बस। और लहर आगे बढ़ेगी, कैसिओपिया, एंड्रोमेडा नेबुला, त्रिकोण सुपरक्लस्टर को अवशोषित करेगी... यह दुनिया का एक बहुत ही उबाऊ अंत होगा, और कोई भी भविष्यवाणी नहीं कर पाएगा, चेतावनी नहीं दे पाएगा, या यहां तक ​​​​कि इसे महसूस भी नहीं कर पाएगा। गौर कीजिए कि ब्रह्मांड ने अभी प्रकाश को बंद कर दिया है।

ऐसा आर्मोगेडियन कैसे शुरू कर सकता है? दो विकल्प हैं। या कुछ "वैक्यूम बॉल" को इतना ऊंचा धक्का देगा कि वह विभिन्न वैक्यूम राज्यों को अलग करने वाले अवरोध पर कूद जाएगा। बेशक, ये सभी गणना विशुद्ध रूप से काल्पनिक हैं। वॉन हॉकिंग ने जन्म दिया, जन्म दिया और जन्म दिया, कि इस तरह की चाल के लिए कथित तौर पर 100 बिलियन GeV या 100 मिलियन TeV के क्रम की ऊर्जा की आवश्यकता होगी। उसने यह कैसे किया, कोई नहीं जानता। सबसे अधिक संभावना है, हॉकिंग ने विश्व स्थिरांक के साथ खेला, कहीं कुछ विभाजित किया, गुणा किया, जड़ लिया और उत्तर दिया। ठीक है, जैसे, ऐसी ऊर्जा के साथ, कुछ पेचीदा हिग्स बोसोन का जन्म होना चाहिए, जो सामान्य हिग्स क्षेत्र से अलग-अलग विशेषताओं के साथ एक और हिग्स क्षेत्र बनाएगा। और इसका मतलब एक अलग वैक्यूम ऊर्जा घनत्व है, और फिर सब कुछ उस परिदृश्य का अनुसरण करता है जिसे मैंने ऊपर वर्णित किया है।

हॉकिंग को ड्राइव करता है या नहीं - कोई नहीं जानता। उन्होंने वहां कुछ गणना की और हमें परिणाम दिया। सभी मीडिया ने तुरंत तुरही बजाई - "हॉकिंग ने दुनिया के अंत की भविष्यवाणी की थी, यह अगले शुक्रवार के लिए निर्धारित है!" किसी ने पहले से ही अनुमान लगाया है कि ऐसी ऊर्जाओं को प्राप्त करने के लिए आवश्यक कोलाइडर के आकार का अनुमान लगाया गया है, यह पृथ्वी ग्रह से बहुत बड़ा होना चाहिए। लेकिन यहाँ बात है।

याद रखें, LHC के लॉन्च से पहले, दुनिया में एक उन्माद था (अधिक, ज़ाहिर है, प्रेस में) कि कोलाइडर पर टकराव से एक भयानक ब्लैक होल बनेगा, जो हम सभी को खा जाएगा? एलएचसी पर टकराव की ऊर्जा, यदि आप नहीं जानते हैं, तो आप विकिपीडिया - 14 टीवी (14x10 12 इलेक्ट्रॉन वोल्ट) देख सकते हैं। और तथाकथित "कॉस्मिक किरणें" समय-समय पर ऊपर से सीधे सिर पर पृथ्वी पर पड़ती हैं, जिसमें कुछ कण ऐसी ऊर्जाओं की तुलना में लाखों गुना अधिक ऊर्जा तक पहुंचते हैं। ये कण कहां से आते हैं अज्ञात है। इससे भी बदतर, उनका अस्तित्व बिल्कुल नहीं होना चाहिए। तथाकथित GZK सीमा (ग्रीसेन-ज़त्सेपिन-कुज़मिन सीमा, इसे खोजने वाले वैज्ञानिकों के नाम के बाद) है। उनका कहना है कि 50 ईईवी (एक्सएइलेक्ट्रॉनवोल्ट, 5x10 19) से अधिक ऊर्जा वाला कण पृथ्वी पर नहीं उड़ सकता। उच्च ऊर्जा वाले सभी कणों का शाब्दिक अर्थ होना चाहिए "पृष्ठभूमि विकिरण पर धीमा"और पृथ्वी तक नहीं पहुँचे। लेकिन चलो, वे उड़ते हैं, और बहुत अधिक ऊर्जा के साथ। यह अभी भी विज्ञान का एक अनसुलझा रहस्य है, वे कहाँ से उत्पन्न होते हैं और हम तक कैसे पहुँचते हैं, इसलिए इसी नाम का विरोधाभास है।

तो, ये कण मौजूद हैं, वे हमारे पास उड़ते हैं और ऊर्जा के बहुत अधिक ऑर्डर जारी करते हैं, दयनीय लोग अपने सभी एलएचसी और सिंक्रोफैसोट्रॉन के साथ भी कल्पना कर सकते हैं। और कुछ नहीं, कोई ब्लैक होल नहीं बनता, ब्रह्मांड नहीं मरता। इसलिए इस बारे में चिंता करना जल्दबाजी होगी, सबसे अधिक संभावना है कि हमें किसी भी चालाक बोसॉन से डरना नहीं चाहिए।

लेकिन एक झूठी अवस्था से एक सच्ची अवस्था में जाने के लिए वैक्यूम जंपिंग का एक और प्रकार है। तत्क्षण। किसी भी चीज पर निर्भर नहीं, किसी कण, ऊर्जा और टकराव पर नहीं। विशुद्ध रूप से क्वांटम यांत्रिकी के नियमों के कारण। इस यांत्रिकी में, एक तथाकथित सुरंग प्रभाव होता है, जब कुछ कण पूरी तरह से बेतरतीब ढंग से "एक संभावित पहाड़ पर कूद" सकते हैं और इसके पीछे समाप्त हो सकते हैं, शाब्दिक अर्थ में - सुरंग की तरहके माध्यम से और सीधे। इस मामले में, यह सिद्धांत की किसी प्रकार की मज़ेदार घटना नहीं है, केवल कागज पर एक चालाक सूत्र के रूप में दिलचस्प है। हम सभी अभी अपने इलेक्ट्रॉनिक्स में इस आशय का उपयोग कर रहे हैं, उदाहरण के लिए, कंप्यूटर या टैबलेट में जिसके साथ आप वर्तमान पोस्ट पढ़ रहे हैं, संभवत: एक सुरंग डायोड, एक ट्रांजिस्टर, या कुछ अन्य ट्रिकी माइक्रोक्रिकिट भी है जो सीधे इसका उपयोग करता है क्वांटम यांत्रिक प्रभाव अपने स्वयं के (यानी हमारे) प्रत्यक्ष लाभ के लिए।

तो झूठी शून्यता की स्थिति में, ऐसा हो सकता है कि कोई कमीने उसे ले लेगा और बिना किसी कारण के पहाड़ पर कूद जाएगा। और शेष ब्रह्मांड को इसके साथ खींचें। इस तरह के परिणाम की संभावना बहुत कम है (क्वांटम यांत्रिकी में, सामान्य तौर पर, कुछ भी हो सकता है, लेकिन प्रत्येक विशिष्ट मामले में एक निश्चित संभावना के साथ)। यहां, जोखिम आम तौर पर अगणनीय रूप से छोटे होते हैं, इस तरह की घटना की संभावना में दशमलव बिंदु के बाद शून्य की संख्या किसी भी आकाशगंगा में फिट नहीं होगी, भले ही वे सीधे वैक्यूम में छोटे प्रिंट में मुद्रित हों। हालांकि, ब्रह्मांड भी काफी बड़ा है (शायद अनंत)। कौन जानता है, शायद कहीं यह संक्रमण-छलांग पहले ही हो चुकी है, और एक और ब्रह्मांड प्रकाश की गति से दासता की तेज तलवार के साथ हमारी ओर बढ़ रहा है, साथ में नया, बेहतर(लेकिन, अफसोस, हमारे लिए नहीं) भौतिकी के नियमों द्वारा।

दूसरी ओर, यदि यह गोला एक अरब प्रकाश वर्ष दूर उत्पन्न हुआ है, तो आपको चिंता करने की आवश्यकता नहीं है। एक अरब (या पाँच या दस, कौन जानता है) वर्ष शेष होंगे। इस समय के दौरान, कई और दिलचस्प और घातक घटनाएं और प्रलय निश्चित रूप से घटित होंगी, मानव सभ्यता को सौ गुना अधिक नष्ट होने का अवसर मिलेगा - क्या यह सौ और पहले से डरने लायक है, इसके अलावा, तात्कालिक और दर्द रहित?