Unibertsoa zeharkatzen duen eremu kuantikoetako bat berezia da bere balio lehenetsia aldatu egingo delako, eta badirudi aldatzearekin batera dena eraldatuko duela.
Hutsaren desintegrazioa ezagutzen dugun unibertsoa suntsi dezakeen prozesua da, eta uste genuena baino 10.000 aldiz lehenago gerta liteke. Zorionez, denbora asko falta da horretarako.
Fisikariek “hutsa” aipatzen dutenean, badirudi “espazio hutsa” esan nahi dutela; eta, neurri batean, hala da. Zehazki, balio lehenetsien multzo bat da, kontrol mahai baten doikuntzen modukoak. Espazioa zeharkatzen duten eremu kuantikoak balio lehenetsi horietan daudenean, espazioa hutsik dagoela esaten da. Balio lehenetsietako doikuntza txikiek partikulak sortzen dituzte: eremu elektromagnetikoa pixka bat handitzen bada, fotoi bat sortzen da. Baina doikuntzak handiak direnean, hobe da balio lehenetsi berritzat hartzea. Izan ere, espazio hutsaren beste definizio bat sortzen dute, ezaugarri ezberdinak dituena.
Eremu kuantiko zehatz bat berezia da haren balio lehenetsia alda daitekeelako. Higgsen eremu esaten zaio, eta oinarrizko partikula askoren masa kontrolatzen du, hala nola elektroiena eta quarkena. Komunitate zientifikoak deskubritu dituen gainerako eremu kuantikoek ez bezala, Higgsen eremuak zerotik gaineko balio lehenetsia du. Higgsen eremuaren balioa handitu edo murriztuko balitz, elektroien eta beste partikula batzuen masa handitu edo murriztuko litzateke. Higgsen eremuaren balioa zero balitz, partikula horiek ez lukete masarik izango.
Zeroz bestelako balio lehenetsian egon gintezkeen eternitate osoan mekanika kuantikorik ez balego. Eremu kuantiko batek “tunel bat egin” dezake, energia balio txikiago berri batera aldatuta, energia handieneko bitarteko balioetatik igarotzeko energia nahikorik ez badu ere; hau da, horma solido bat zeharkatzearen antzeko efektua.
Hori gertatzeko, energia egoera txikiago batera iritsi ahal izan behar da tunelaren bidez. Hadroien talka-eragingailu handia eraiki aurretik, uste zuten Higgsen eremuaren egungo egoera txikiena izan litekeela, baina hori aldatu egin da.
Beti jakin izan dugu Higgsen eremuaren konfigurazio ezberdinetarako behar den energia irudikatzen duen kurbak kapela itxura eta hegala gorantz duela. Higgsen eremuaren egungo konfigurazioa hegoaren beheko aldean dagoen bola batekin irudikatu daiteke.
Hala ere, zuzenketa kuantiko txikiek kurbaren forma alda dezakete. Eremu kuantikoek energia atzeraelikatzen diote elkarri. Elektroien eta eremu elektromagnetikoaren arteko interakzio kuantikoek atomoen energia mailak aldatzen dituzte, adibidez; efektu hori 1940ko hamarkadan deskubritu zuten.
Higgsen eremuaren kasuan, kapelaren hegalaren kurba Higgsen bosoiaren masak zehazten du. Higgsen bosoia eremuaren efektuak transmititzen dituen oinarrizko partikula da, eta 2012an deskubritu zen hadroien talka-eragingailu handian. Halaber, beste partikula batzuek ere kurbaren forma zuzentzen dute, Higgsen bosoiarekin elkarreragin handia baitute: masa handia dutenak, hala nola top quark delakoa, oinarrizko partikula ezagun pisutsuena. Higgsen bosoiaren masa quark toparen masarekin alderatu ondoren, fisikariek egun uste dute litekeena dela kapela berriro mailatzea. Higgsen eremuarena baino balio lehenetsi askoz handiagoan, energia egoera txikiagoa dago.
Kasu honetan, Higgsen eremuak tunel hori zeharkatuko luke azkenean, edo “desintegratuko litzateke” egoera horretara iristeko. Desintegrazio hori leku batean hasi eta ondoren hedatuko litzateke, argiaren abiaduran haziko litzatekeen burbuila esferiko bat osatuta eta unibertsoa eraldatuta. Oinarrizko partikulak askoz pisutsuagoak izango liratekeen eta, beraz, grabitateak partikulak bereizita mantentzen dituzten beste indarrek baino gehiago erakarriko lituzke. Atomoek kolapsatuko lukete.
Hala ere, ez gara aurki iritsiko Higgsen balio lehenetsi altuago horretara. Fisikariek modu asko erabiltzen dituzte hutsa desintegratzeko probabilitateak kalkulatzeko. Metodorik zuzenenean, eremua balio batetik bestera aldatzeko beharrezkoak izango liratekeen eraldaketen erregistro bat egiten dute (energiaren kontserbazioa urratzen duten eraldaketak, mekanika kuantikoak laburki gertatzea onartzen duena), eta agertoki bakoitza haztatu egiten dute energiaren kontserbazioa bezalako arauak zein neurritan urratzen dituen arabera. Kalkulu horien arabera, espazioaren gigaparsek kubiko batek hutsa desintegratzen ikusiko du 10794 urtean behin, edo 1 digitua eta 794 zero jarraian; hau da, denbora tarte imajinaezina. Orain arte, 1010 urte besterik ez dira igaro Big Bangetik.
Duela gutxi, Esloveniako fisikarien talde batek adierazi zuen akats txiki bat aurkitu zuela kalkuluan, eta horrek ezagutzen dugun unibertsoaren amaiera azeleratuko luke 10790 urtera (eta ez 10794 urtera). 10.000ko faktore aldaketa bat erraldoia badirudi ere, kalkuluaren beste zati batzuen ziurgabetasuna baino askoz txikiagoa da. Baina hauxe da garrantzitsuena: ziurgabetasun horiek ez dira hain handiak gu eta hutsaren desintegrazioaren izuen artean dauden eonak murrizteko.
Jatorrizko artikulua:
Matt von Hippel (2024). Vacuum of Space to Decay Sooner Than Expected (but Still Not Soon), Quanta Magazine, 2024ko uztailaren 22a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.