Вселенная — это мыльный пузырь, который вот-вот лопнет? Физики моделируют коллапс пространства-времени в лаборатории

Согласно квантовой физике, пространство, которое мы воспринимаем как пустое, на самом деле содержит энергию.

Теория предполагает, что наш космос может быть заперт в «ложном вакууме»: состоянии, которое кажется спокойным, но еще не достигло своего минимально возможного энергетического уровня.

Если бы это поле «туннелировало» в истинный вакуум, это вызвало бы цепную реакцию, которая переписала бы законы физики со скоростью света. Для наблюдения за этим явлением физики из Университета Цинхуа использовали сложный симулятор, основанный на атомах Ридберга — атомах, внешние электроны которых настолько возбуждены, что становятся гигантскими и чрезвычайно чувствительными.

Исследователи расположили эти атомы в виде кольца, где каждый из них по своей природе стремится вращаться в противоположном направлении по отношению к своим соседям.

Эта конфигурация создала идеальный узор «верх-низ-верх-низ». В таком состоянии симметрии система была стабильна.

Однако команда использовала высокоточные лазеры, чтобы намеренно нарушить эту гармонию, заставляя кольцо выбирать между двумя узорами с разными уровнями энергии.

Таким образом, они добились того, что один узор имитировал «истинный вакуум», а другой — «ложный вакуум».

Мэн Кун Тей, соавтор исследования, объяснил процедуру:

«Освещая чередующиеся атомы селективными лазерными лучами, мы создали специально разработанный энергетический ландшафт с различными ложными и истинными вакуумными состояниями, что позволило нам наблюдать процесс квантового туннелирования в реальном времени».

Самое поразительное произошло во время наблюдений: учёные обнаружили образование настоящего вакуумного «пузыря» внутри системы.

В физике коллапс Вселенной не происходит мгновенно; сначала должна появиться небольшая, локально трансформированная область, достаточно большая, чтобы расшириться и поглотить остальную часть. Команда наблюдала появление и рост этого пузыря, подтвердив механизм, который, теоретически, мог бы привести к концу нашей Вселенной.

Хотя идея разрушительного космического пузыря вызывает тревогу, эксперты утверждают, что вероятность его возникновения в природе практически равна нулю.

Это открытие, опубликованное в журнале Physical Review Letters , является важным шагом на пути к пониманию тайн материи и того, как ведут себя самые сложные квантовые системы.

источник