فراغ زائف

حقل قياسي φ (يمثل الموقع الفيزيائي) في فراغ زائف. الطاقة E أعلى في الفراغ الزائف منها في الفراغ الحقيقي أو الحالة الأرضية ، ولكن يوجد حاجز يمنع الحقل من التدحرج الكلاسيكي إلى الفراغ الحقيقي. لذلك، يجب تحفيز الانتقال إلى الفراغ الحقيقي عن طريق توليد جسيمات عالية الطاقة أو من خلال النفق الكمومي .

في نظرية الحقل الكمومي ، يُعرف الفراغ الزائف [ 1 ] بأنه حالة فراغ افتراضية مستقرة محليًا، لكنها لا تشغل الحالة الأرضية الأكثر استقرارًا [ 2 ] . في هذه الحالة، يُطلق عليها اسم الحالة شبه المستقرة . قد تستمر هذه الحالة لفترة طويلة جدًا، ولكنها قد تتحلل في النهاية إلى الحالة الأكثر استقرارًا، وهو حدث يُعرف باسم اضمحلال الفراغ الزائف . يُطلق على أكثر التفسيرات شيوعًا لكيفية حدوث هذا الاضمحلال في كوننا اسم تكوين الفقاعة - إذا وصلت منطقة صغيرة من الكون، بالصدفة، إلى فراغ أكثر استقرارًا، فإن هذه "الفقاعة" (وتُسمى أيضًا "الارتداد") [ 3 ] [ 4 ] ستنتشر.

يوجد فراغ زائف عند الحد الأدنى المحلي للطاقة وبالتالي فهو ليس مستقرًا تمامًا، على عكس الفراغ الحقيقي، الذي يوجد عند الحد الأدنى العالمي ويكون مستقرًا.

تعريف الفراغ الحقيقي مقابل الفراغ الزائف

يُعرَّف الفراغ بأنه حيزٌ ذو طاقةٍ ضئيلةٍ قدر الإمكان. ورغم اسمه، فإن الفراغ يحتوي على حقولٍ كمومية . الفراغ الحقيقي مستقرٌ لأنه عند أدنى مستوى طاقةٍ عالمي ، ويُفترض عادةً أنه يتطابق مع حالة الفراغ الفيزيائي التي نعيش فيها. من الممكن أن تكون حالة الفراغ الفيزيائي عبارةً عن تكوينٍ للحقول الكمومية يُمثِّل حدًّا أدنى محليًّا للطاقة، وليس حدًّا أدنى عالميًّا. يُطلق على هذا النوع من حالات الفراغ اسم "الفراغ الزائف".

تداعيات

تهديد وجودي

إذا كان كوننا في حالة فراغ زائف بدلاً من حالة فراغ حقيقي، فإنّ التحلل من الفراغ الزائف الأقل استقرارًا إلى الفراغ الحقيقي الأكثر استقرارًا (المعروف بتحلل الفراغ الزائف) قد تكون له عواقب وخيمة. [ 5 ] [ 6 ] قد تتراوح هذه العواقب بين التوقف التام للقوى الأساسية والجسيمات الأولية والبنى المكونة لها، إلى تغييرات طفيفة في بعض المعايير الكونية، ويعتمد ذلك في الغالب على فرق الجهد بين الفراغ الحقيقي والزائف. تتوافق بعض سيناريوهات تحلل الفراغ الزائف مع بقاء بنى مثل المجرات والنجوم، [ 7 ] [ 8 ] وحتى الحياة البيولوجية، [ 9 ] بينما ينطوي بعضها الآخر على التدمير الكامل للمادة الباريونية [ 10 ] أو حتى الانهيار الجذبي الفوري للكون. [ 11 ] في هذه الحالة الأكثر تطرفًا، يكون احتمال تشكل "فقاعة" منخفضًا جدًا (أي واحد من 10868 [ 12 ] أو قد يكون تحلل الفراغ الزائف مستحيلاً). [ 13 ]

أشارت ورقة بحثية لكولمان ودي لوتشيا حاولت تضمين افتراضات جاذبية بسيطة في هذه النظريات إلى أنه إذا كان هذا تمثيلاً دقيقاً للطبيعة، فإن الكون الناتج "داخل الفقاعة" في مثل هذه الحالة سيبدو غير مستقر للغاية وسينهار على الفور تقريباً:

بشكل عام، تقلل الجاذبية من احتمالية اضمحلال الفراغ؛ وفي الحالة القصوى لفرق كثافة الطاقة الضئيل، يمكنها حتى تثبيت الفراغ الزائف، مانعةً اضمحلال الفراغ تمامًا. نعتقد أننا نفهم هذا. لكي يضمحل الفراغ، يجب أن يكون بناء فقاعة ذات طاقة كلية تساوي صفرًا ممكنًا. في غياب الجاذبية، لا توجد مشكلة في ذلك، مهما كان فرق كثافة الطاقة ضئيلاً؛ كل ما علينا فعله هو جعل الفقاعة كبيرة بما يكفي، وستؤدي نسبة الحجم إلى السطح الغرض المطلوب. أما في وجود الجاذبية، فإن كثافة الطاقة السالبة للفراغ الحقيقي تشوه الهندسة داخل الفقاعة، مما يؤدي إلى أنه، بالنسبة لكثافة طاقة صغيرة بما يكفي، لا توجد فقاعة ذات نسبة حجم إلى سطح كبيرة بما يكفي. داخل الفقاعة، تكون تأثيرات الجاذبية أكثر وضوحًا. هندسة الزمكان داخل الفقاعة هي هندسة فضاء دي سيتر المضاد ، وهو فضاء يشبه إلى حد كبير فضاء دي سيتر التقليدي باستثناء أن مجموعة تناظراته هي O(3, 2) بدلاً من O(4, 1). على الرغم من خلو هذا الزمكان من التفردات، إلا أنه غير مستقر تحت وطأة الاضطرابات الطفيفة، ويعاني حتمًا من انهيار جاذبي من النوع نفسه الذي يحدث في نهاية كون فريدمان المنكمش . ويستغرق انهيار الكون الداخلي حوالي ميكروثانية أو أقل.

إن احتمال عيشنا في فراغ زائف لم يكن يومًا أمرًا مُبهجًا. يُعدّ تحلل الفراغ كارثة بيئية مُطلقة؛ ففي هذا الفراغ الجديد، تظهر ثوابت جديدة للطبيعة؛ وبعد تحلل الفراغ، لا تصبح الحياة كما نعرفها مستحيلة فحسب، بل يصبح علم الكيمياء كما نعرفه مستحيلاً أيضًا. ومع ذلك، كان بإمكان المرء دائمًا أن يستمد عزاءً من فكرة أن هذا الفراغ الجديد، مع مرور الوقت، قد يدعم، إن لم يكن الحياة كما نعرفها، فعلى الأقل بعض البنى القادرة على الشعور بالسعادة. لكن هذه الفكرة قد تلاشت الآن.

الحالة الخاصة الثانية هي التحلل إلى فضاء ذي ثابت كوني معدوم، وهي الحالة التي تنطبق إذا كنا نعيش الآن في بقايا فراغ زائف تحلل في حقبة كونية مبكرة. تقدم لنا هذه الحالة فيزياء أقل إثارة للاهتمام وفرصًا أقل للإسهاب البلاغي مقارنةً بالحالة السابقة. الآن، أصبح باطن الفقاعة هو فضاء مينكوفسكي  العادي ...

سيدني كولمان وفرانك دي لوتشيا [ 11 ]

في ورقة بحثية نُشرت عام ٢٠٠٥ في مجلة Nature ، ضمن بحثهما في المخاطر الكارثية العالمية ، قام الفيزيائي ماكس تيغمارك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والفيلسوف نيك بوستروم من جامعة أكسفورد بحساب المخاطر الطبيعية لتدمير الأرض بأقل من ١/١٠⁹ سنويًا نتيجةً لجميع الأحداث الطبيعية (أي غير البشرية المنشأ)، بما في ذلك الانتقال إلى حالة فراغ أدنى. ويجادلان بأنه بسبب تأثيرات اختيار المراقب ، قد نقلل من تقدير احتمالات تدميرنا بسبب اضمحلال الفراغ، لأن أي معلومات حول هذا الحدث لن تصل إلينا إلا في اللحظة التي نُدمر فيها نحن أيضًا. وهذا على النقيض من أحداث مثل مخاطر الاصطدامات، وانفجارات أشعة غاما ، والمستعرات العظمى ، والمستعرات العظمى الفائقة ، والتي لدينا قياسات مباشرة كافية لتردداتها. [ ١٤ ]

تضخم اقتصادي

تشير عدة نظريات إلى أن التضخم الكوني قد يكون نتيجة لتحلل فراغ زائف إلى الفراغ الحقيقي. وقد يكون التضخم نفسه نتيجة لحقل هيغز المحصور في حالة فراغ زائف [ 15 ] ، حيث يكون اقتران هيغز الذاتي λ ودالته βλ قريبين جدًا من الصفر عند مقياس بلانك . [ 16 ] : 218. وسيتمكن مصادم الإلكترون-بوزيترون المستقبلي من توفير القياسات الدقيقة للكوارك العلوي اللازمة لمثل هذه الحسابات. [ 16 ]

تشير نظرية التضخم الفوضوي إلى أن الكون قد يكون في حالة فراغ زائف أو فراغ حقيقي. اقترح آلان غوث ، في اقتراحه الأصلي للتضخم الكوني [ 17 أن التضخم قد ينتهي من خلال تكوين فقاعات ميكانيكية كمومية من النوع الموصوف أعلاه. (انظر تاريخ نظرية التضخم الفوضوي) . وسرعان ما اتضح أنه لا يمكن الحفاظ على كون متجانس ومتناحٍ من خلال عملية النفق الكمومي العنيفة. دفع هذا أندريه ليندي [ 18 ] ، وبشكل مستقل، أندرياس ألبريشت وبول شتاينهارت [ 19 ] ، إلى اقتراح "التضخم الجديد" أو "التضخم البطيء" الذي لا يحدث فيه نفق كمومي، ويظهر فيه المجال القياسي التضخمي بميل لطيف.

في عام 2014، قدم باحثون في معهد ووهان للفيزياء والرياضيات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم برهاناً رياضياً فعلياً للفكرة الموجودة مسبقاً بأن الكون ربما يكون قد نشأ تلقائياً من العدم (لا مكان ولا زمان ولا مادة ) عن طريق تقلبات كمومية لفراغ زائف شبه مستقر مما تسبب في فقاعة متوسعة من الفراغ الحقيقي. [ 20 ]

أنواع التحلل الفراغي

اضمحلال الفراغ الكهروضعيف

مشهد استقرار الفراغ الكهروضعيف كما تم تقديره في عام 2012 [ 16 ]
مشهد استقرار الفراغ الكهروضعيف كما تم تقديره في عام 2018. [ 4 ] T RH هي طاقة التوحيد الكبرى. ξ هي درجة الاقتران غير الأدنى بين القوى الأساسية.

وُضِعَت معايير استقرار التفاعل الكهروضعيف لأول مرة عام 1979 [ 21 ] كدالة لكتل ​​بوزون هيغز النظري وأثقل فرميون . وقد مكّن اكتشاف الكوارك العلوي عام 1995 وبوزون هيغز عام 2012 الفيزيائيين من التحقق من صحة هذه المعايير تجريبيًا، ولذلك يُعتبر التفاعل الكهروضعيف منذ عام 2012 المرشح الأبرز لقوة أساسية شبه مستقرة ، تُعرف أيضًا باسم "القوة الأساسية شبه المستقرة". [ 16 ] وتُسمى فرضية الفراغ الزائف المقابلة إما "عدم استقرار الفراغ الكهروضعيف" أو "عدم استقرار فراغ هيغز". [ 22 ] وتُسمى حالة الفراغ الزائف الحاليةدS{\displaystyle dS}( فضاء دي سيتر )، بينما يُطلق على الفراغ الحقيقي المبدئي اسمأدS{\displaystyle AdS}( مساحة مكافحة دي سيتر ). [ 23 ] [ 24 ]

تُظهر المخططات نطاقات عدم اليقين لكتل ​​بوزون هيغز وكوارك القمة على شكل خطوط بيضاوية. وتشير الألوان الأساسية إلى ما إذا كانت حالة الفراغ الكهروضعيفة مستقرة، أو طويلة الأمد فقط، أو غير مستقرة تمامًا لمجموعة معينة من الكتل. [ 25 ] [ 26 ] وقد تم تداول فرضية "اضمحلال الفراغ الكهروضعيف" أحيانًا بشكل خاطئ على أنها تعني أن بوزون هيغز "ينهي" الكون. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] من المرجح أن تكون كتلة بوزون هيغز، البالغة 125.18±0.16 جيجا إلكترون فولت / [ 30 على الجانب شبه المستقر من حدود الاستقرار وشبه الاستقرار (التي قُدِّرت في عام 2012 بـ 123.8-135.0 جيجا إلكترون فولت [ 16 ] ). يتطلب الحصول على إجابة قاطعة قياسات أكثر دقة لكتلة قطب الكوارك العلوي [ 16 ] ، ومع ذلك، فإن تحسين دقة قياس كتل بوزون هيغز والكوارك العلوي قد عزز الادعاء بأن الفراغ الكهروضعيف الفيزيائي في حالة شبه مستقرة اعتبارًا من عام 2018 [ 4 ]. ومع ذلك، فإن الفيزياء الجديدة التي تتجاوز النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات قد تُغير بشكل جذري خطوط تقسيم مشهد الاستقرار، مما يجعل معايير الاستقرار وشبه الاستقرار السابقة غير صحيحة. [ 31 ] [ 32 ] أظهرت إعادة تحليل بيانات تشغيل مصادم الهادرونات الكبير لعام 2016 في عام 2022 انخفاضًا طفيفًا في كتلة الكوارك العلوي لتصل إلى 171.77 ± 0.38 جيجا إلكترون فولت، وهي قريبة من خط استقرار الفراغ ولكنها لا تزال ضمن نطاق شبه الاستقرار. [ 33 ] [ 34 ] 

إذا أشارت قياسات بوزون هيغز وكوارك القمة إلى أن كوننا يقع ضمن فراغ زائف من هذا النوع، فإن هذا يعني أن تأثيرات هذه الفقاعة ستنتشر عبر الكون بسرعة تقارب سرعة الضوء من منشئها في الزمكان. [ 35 ] وتُظهر حسابات مباشرة ضمن النموذج القياسي لعمر حالة الفراغ لدينا أنه أكبر من1065{\displaystyle 10^{65}}سنوات بثقة 95%. [ 36 ]

أنماط التحلل الأخرى

  • يؤدي التحلل إلى قيمة توقع فراغية أصغر ، مما ينتج عنه انخفاض في تأثير كازيمير وعدم استقرار البروتونات . [ 10 ]
  • التحلل إلى الفراغ مع كتلة نيوترينو أكبر (ربما حدث ذلك في وقت متأخر يصل إلى بضعة مليارات من السنين الماضية). [ 7 ]
  • التحلل إلى فراغ بدون طاقة مظلمة . [ 8 ]
  • لوحظ اضمحلال الفراغ الزائف عند درجة حرارة محدودة [ 37 ] لأول مرة في الموائع الفائقة المغناطيسية الحديدية للذرات فائقة البرودة. [ 38 ]

تكوين الفقاعات

عندما يتلاشى الفراغ الزائف، يتشكل الفراغ الحقيقي ذو الطاقة المنخفضة من خلال عملية تُعرف باسم تكوين الفقاعة . [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 3 ] في هذه العملية، تتسبب تأثيرات الإنستانتون في ظهور فقاعة تحتوي على الفراغ الحقيقي. تتميز جدران الفقاعة (أو جدران النطاق ) بتوتر سطحي موجب ، حيث تُستهلك الطاقة عندما تتجاوز المجالات حاجز الجهد المؤدي إلى الفراغ الحقيقي. يتناسب التوتر السطحي طرديًا مع مكعب نصف قطر الفقاعة، بينما يتناسب التوتر السطحي طرديًا مع مربع نصف قطرها، لذا يوجد حجم حرج.Rج{\displaystyle R_{c}}عند هذه النقطة، تكون الطاقة الكلية للفقاعة صفرًا؛ تميل الفقاعات الأصغر إلى الانكماش، بينما تميل الفقاعات الأكبر إلى النمو. ولكي تتمكن الفقاعة من التكوّن، يجب أن تتغلب على حاجز طاقة ارتفاعه [ 3 ].

أينΔΦ{\displaystyle \Delta \Phi }هو الفرق في الطاقة بين الفراغ الحقيقي والفراغ الزائف،γ{\displaystyle \gamma }يمثل التوتر السطحي غير المعروف (وربما الكبير للغاية) لجدار المجال، وR{\displaystyle R}يمثل نصف قطر الفقاعة. بإعادة كتابة المعادلة 1، نحصل على نصف القطر الحرج كما يلي:

يمكن لفقاعة أصغر من الحجم الحرج أن تتغلب على حاجز الجهد عبر النفق الكمومي للجسيمات الفورية إلى حالات طاقة أدنى. بالنسبة لحاجز جهد كبير، يُعطى معدل النفق لكل وحدة حجم من الفضاء بالمعادلة [ 44 ].

أين{\displaystyle \hbar }يمثل ثابت بلانك المختزل . بمجرد أن يتجاوز حجم فقاعة الفراغ ذات الطاقة المنخفضة نصف القطر الحرج المحدد بالمعادلة 2 ، يبدأ جدار الفقاعة بالتسارع نحو الخارج. ونظرًا للاختلاف الكبير في الطاقة بين الفراغ الزائف والفراغ الحقيقي، تقترب سرعة الجدار من سرعة الضوء بسرعة فائقة. لا تُحدث الفقاعة أي تأثيرات جاذبية لأن كثافة الطاقة السالبة داخل الفقاعة تُعادلها الطاقة الحركية الموجبة للجدار. [ 11 ]

يمكن نفخ فقاعات صغيرة من الفراغ الحقيقي إلى حجم حرج بتوفير الطاقة، [ 45 ] على الرغم من أن كثافة الطاقة المطلوبة أكبر بعدة مراتب مما يتم تحقيقه في أي عملية طبيعية أو اصطناعية. [ 10 ] ويُعتقد أيضًا أن بعض البيئات يمكن أن تحفز تكوين الفقاعات عن طريق خفض حاجز الجهد. [ 46 ]

يتمتع جدار الفقاعة بسماكة محدودة، تعتمد على النسبة بين حاجز الطاقة والطاقة المكتسبة من خلال خلق فراغ حقيقي. في حالة كون ارتفاع حاجز الجهد بين الفراغ الحقيقي والفراغ الزائف أصغر بكثير من فرق الطاقة بين الفراغين، تصبح سماكة الغلاف قابلة للمقارنة مع نصف القطر الحرج. [ 47 ]

بذور النواة

بشكل عام، يُعتقد أن الجاذبية تعمل على تثبيت حالة فراغ زائفة، [ 48 ] على الأقل للانتقال مندS{\displaystyle dS}(مساحة دي سيتر) إلىأدS{\displaystyle AdS}(فضاء مضاد دي سيتر)، [ 49 ] بينما قد تعزز العيوب الطوبولوجية، بما في ذلك الأوتار الكونية [ 50 ] والأقطاب المغناطيسية الأحادية، احتمالية الاضمحلال. [ 10 ]

الثقوب السوداء كبذور للتنوي

في دراسة أجريت عام 2015، [ 46 ] أشير إلى أن معدل اضمحلال الفراغ قد يزداد بشكل كبير في محيط الثقوب السوداء، التي قد تعمل كنواة للتكوّن . [ 51 ] ووفقًا لهذه الدراسة، يمكن أن يتسبب وجود الثقوب السوداء البدائية ، إن وُجدت، في اضمحلال فراغ كارثي محتمل في أي وقت. ومع ذلك، لاحظ الباحثون أنه إذا تسببت الثقوب السوداء البدائية في انهيار فراغ زائف، لكان ذلك قد حدث قبل ظهور البشر على الأرض بزمن طويل. وأشارت دراسة لاحقة أجريت عام 2017 إلى أن الفقاعة ستنهار لتتحول إلى ثقب أسود بدائي بدلًا من أن تنشأ منه، إما عن طريق الانهيار العادي أو عن طريق انحناء الفضاء بطريقة تؤدي إلى انفصاله إلى كون جديد. [ 52 ] وفي عام 2019، وُجد أنه على الرغم من أن الثقوب السوداء الصغيرة غير الدوارة قد تزيد من معدل تكوّن الفراغ الحقيقي، فإن الثقوب السوداء سريعة الدوران ستعمل على تثبيت الفراغات الزائفة عند معدلات اضمحلال أقل من المتوقع في حالة الزمكان المسطح. [ 53 ] [ 54 ]

إذا كانت تصادمات الجسيمات تُنتج ثقوبًا سوداء مصغرة، فإن التصادمات عالية الطاقة، كتلك التي تحدث في مصادم الهادرونات الكبير (LHC)، قد تُؤدي إلى حدث اضمحلال فراغي، وهو سيناريو استقطب اهتمام وسائل الإعلام. لكن من المرجح أن يكون هذا السيناريو غير واقعي، لأنه إذا أمكن تكوين مثل هذه الثقوب السوداء المصغرة في التصادمات، فستتكون أيضًا في التصادمات عالية الطاقة بين جسيمات الإشعاع الكوني وأسطح الكواكب، أو خلال المراحل الأولى من عمر الكون كثقوب سوداء بدائية محتملة . [ 55 ] ويشير هوت وريس [ 56 ] إلى أنه نظرًا لرصد تصادمات الأشعة الكونية عند طاقات أعلى بكثير من تلك التي تُنتجها مسرعات الجسيمات الأرضية، فإن هذه التجارب لا ينبغي أن تُشكل، على الأقل في المستقبل المنظور، تهديدًا للفراغ الحالي. وقد وصلت مسرعات الجسيمات إلى طاقات تُقارب ثمانية تيرا إلكترون فولت (8×10¹² إلكترون فولت). رُصدت تصادمات الأشعة الكونية عند طاقات تبلغ 5×10¹⁹ إلكترون فولت وما فوقها ، أي أقوى بستة ملايين مرة  - ما يُعرف بحد غريزن-زاتسيبين-كوزمين - وقد تكون الأشعة الكونية في محيط منشئها أقوى من ذلك. وقد جادل جون ليزلي [ 57 ] بأنه إذا استمرت الاتجاهات الحالية، فإن مسرعات الجسيمات ستتجاوز الطاقة المنبعثة من تصادمات الأشعة الكونية الطبيعية بحلول عام 2150. وقد أثار منتقدو كل من مصادم الأيونات الثقيلة النسبية ومصادم الهادرونات الكبير مخاوف من هذا القبيل عند اقتراحهما، وثبت لاحقًا من خلال البحث العلمي أنها لا أساس لها من الصحة.

في ورقة بحثية نُشرت عام ٢٠٢١ من قِبل روستيسلاف كونوبليتش وآخرين، طُرحت فرضية مفادها أن المنطقة الواقعة بين زوج من الثقوب السوداء الكبيرة على وشك الاصطدام قد تُهيئ الظروف اللازمة لتكوين فقاعات من "الفراغ الحقيقي". ويمكن أن تصبح الأسطح المتقاطعة بين هذه الفقاعات كثيفة للغاية، مُشكّلةً ثقوبًا سوداء مجهرية. وتتبخر هذه الثقوب بدورها مُصدرةً إشعاع هوكينغ خلال العشرة أجزاء من الألف من الثانية التي تسبق اصطدام الثقوب السوداء الكبيرة وابتلاعها لأي فقاعات أو ثقوب سوداء مجهرية في طريقها. ويمكن اختبار هذه النظرية من خلال البحث عن إشعاع هوكينغ المنبعث قبيل اندماج الثقوب السوداء مباشرةً. [ ٥٨ ] [ ٥٩ ]

انتشار الفقاعات

يتمتع جدار الفقاعة، الذي ينتشر للخارج بسرعة تقارب سرعة الضوء، بسماكة محدودة، تعتمد على النسبة بين حاجز الطاقة والطاقة المكتسبة من خلال خلق فراغ حقيقي. في حالة كون ارتفاع حاجز الجهد بين الفراغ الحقيقي والفراغ الزائف أصغر بكثير من فرق الطاقة بين الفراغات، تصبح سماكة جدار الفقاعة قابلة للمقارنة مع نصف القطر الحرج. [ 47 ]

من المرجح أن تتحلل الجسيمات الأولية الداخلة إلى الجدار إلى جسيمات أخرى أو ثقوب سوداء. إذا أدت جميع مسارات التحلل إلى جسيمات ذات كتلة هائلة، فقد ينتج عن حاجز الطاقة لهذا التحلل فقاعة مستقرة من الفراغ الزائف (تُعرف أيضًا باسم كرة فيرمي ) تُحيط بجسيم الفراغ الزائف بدلًا من التحلل الفوري. يمكن تثبيت الأجسام متعددة الجسيمات على شكل كرات Q ، على الرغم من أن هذه الأجسام ستصطدم في النهاية وتتحلل إما إلى ثقوب سوداء أو جسيمات فراغ حقيقي. [ 60 ]

اضمحلال الفراغ الزائف في الأدب الخيالي

تُستخدم فرضية حدث اضمحلال الفراغ الزائف أحيانًا كأداة حبكة في الأعمال التي تصور حدث يوم القيامة .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ أبيل، ستيفن ؛ سبانوفسكي، مايكل (2021). "منصة محاكاة نظرية المجال الكمومي لمراقبة مصير الفراغ الزائف". PRX Quantum . 2010349. arXiv : 2006.06003 . doi : 10.1103/PRXQuantum.2.010349 . S2CID 234355374 . 
  2. "التحلل الفراغي: الكارثة القصوى" . مجلة كوزموس . 13 سبتمبر 2015. تاريخ الاسترجاع: 16 سبتمبر 2020 .
  3. 1 2 3 كالان، سي.؛ كولمان، إس. (1977). "مصير الفراغ الزائف. الجزء الثاني: التصحيحات الكمومية الأولى". مجلة Physical Review D. 16 ( 6): 1762–1768 . Bibcode : 1977PhRvD..16.1762C . doi : 10.1103/physrevd.16.1762 .
  4. 1 2 3 ماركانين، تومي؛ راجانتي، أرتو؛ ستوبيرا، ستيفن (2018). "الجوانب الكونية لعدم استقرار فراغ هيغز" . مجلة فرونتيرز في علم الفلك وعلوم الفضاء . 5 40. arXiv : 1809.06923 . Bibcode : 2018FrASS...5...40R . doi : 10.3389/fspas.2018.00040 . S2CID 56482474 . 
  5. "كيف يمكن أن يؤدي "التحلل الفراغي" إلى إنهاء الكون - بيغ ثينك" . يناير 2019.
  6. "التحلل الفراغي: الكارثة القصوى" . 14 سبتمبر 2015.
  7. لورنز ، كريستيان س.؛ فونكه، لينا؛ كالابريس، إرمينيا؛ هانستاد، ستين (2019). "كتلة النيوترينو المتغيرة مع الزمن من انتقال طور فائق التبريد: القيود الكونية الحالية وتأثيرها على مستوى Ω m −σ 8 ". مجلة Physical Review D. 99 ( 2) 023501. arXiv : 1811.01991 . doi : 10.1103/PhysRevD.99.023501 . S2CID 119344201 . 
  8. 1 2 لانديم، ريكاردو ج.؛ عبد الله، إلسيو (2017). "الطاقة المظلمة شبه المستقرة". رسائل الفيزياء ب . 764 : 271-276 . arXiv : 1611.00428 . Bibcode : 2017PhLB..764..271L . doi : 10.1016/j.physletb.2016.11.044 . S2CID 119279028 . 
  9. كرون، ماري م.؛ شير، مارك (1991). "الأثر البيئي لتحلل الفراغ" . المجلة الأمريكية للفيزياء . 59 (1): 25. Bibcode : 1991AmJPh..59...25C . doi : 10.1119/1.16701 .
  10. 1 2 3 4 تيرنر، إم إس؛ ويلكزك، إف . (12 أغسطس 1982). "هل فراغنا شبه مستقر؟" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 298 (5875): 633-634 . رمز Bibcode : 1982Natur.298..633T . doi : 10.1038/298633a0 . S2CID 4274444. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 13 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 31 أكتوبر 2015 . 
  11. 1 2 3 كولمان، سيدني؛ دي لوتشيا، فرانك (15 يونيو 1980). "التأثيرات الجاذبية على اضمحلال الفراغ" (ملف PDF) . مجلة Physical Review D. 21 ( 12): 3305-3315 . Bibcode : 1980PhRvD..21.3305C . doi : 10.1103/PhysRevD.21.3305 . OSTI 1445512. S2CID 1340683. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 13 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 16 يناير 2020 .  
  12. فون هيبل، ماثيو (ربيع 2025). موسكوفيتز، كلارا (محررة). "الفقاعة الكمومية التي قد تدمر الكون" . مجلة ساينتفك أمريكان ( عدد خاص): 100. 
  13. بانكس، ت. (2002). "هرطقة الفراغ الزائف: التأثيرات الجاذبية على اضمحلال الفراغ 2". arXiv : hep-th/0211160 .
  14. تيغمارك، م.؛ بوستروم، ن. (2005). "هل كارثة يوم القيامة محتملة؟" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 438 (5875): 754. Bibcode : 2005Natur.438..754T . doi : 10.1038/438754a . PMID : 16341005. S2CID : 4390013. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 9 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مارس 2016 .  
  15. سمينك، كريس. "الفراغ الزائف: علم الكونيات في الكون المبكر وتطور التضخم" (PDF) .
  16. أليخين، س.؛ جوادي، أ.؛ موش، س.؛ هوكر، أ.؛ ريوتو، أ. (13 أغسطس/آب 2012). "كتل الكوارك العلوي وبوزون هيغز واستقرار الفراغ الكهروضعيف". رسائل الفيزياء ب . 716 ( 1 ) : 214-219 . arXiv : 1207.0980 . Bibcode : 2012PhLB..716..214A . doi : 10.1016 /j.physletb.2012.08.024 . S2CID 28216028 . 
  17. غوث، آلان هـ. (15 يناير 1981). "الكون التضخمي: حل محتمل لمشكلتي الأفق والتسطح" . مجلة Physical Review D. 23 ( 2): 347-356 . Bibcode : 1981PhRvD..23..347G . doi : 10.1103/physrevd.23.347 . OCLC 4433735058 . 
  18. ليندي، أندريه (1982). "سيناريو جديد للكون التضخمي: حل محتمل لمشاكل الأفق، والتسطح، والتجانس، والتماثل، والقطب الأحادي البدائي". رسائل الفيزياء ب . 108 (6): 389. رمز Bibcode : 1982PhLB..108..389L . doi : 10.1016/0370-2693(82)91219-9 .
  19. ألبريشت، أ.؛ شتاينهارت، ب. ج. (1982). "علم الكونيات لنظريات التوحيد الكبرى مع كسر التناظر الناتج عن الإشعاع". رسائل المراجعة الفيزيائية . 48 (17): 1220-1223 . Bibcode : 1982PhRvL..48.1220A . doi : 10.1103/PhysRevLett.48.1220 .
  20. هي، دونغشان؛ غاو، دونغفنغ؛ تساي، تشينغ يو (2014). "الخلق التلقائي للكون من العدم". مجلة Physical Review D. 89 ( 8) 083510. arXiv : 1404.1207 . Bibcode : 2014PhRvD..89h3510H . doi : 10.1103/PhysRevD.89.083510 . S2CID 118371273 . 
  21. كابيبو، ن.؛ ماياني، ل.؛ باريسي، ج.؛ بيترونزيو، ر. (1979). "حدود كتل الفيرميونات وبوزون هيغز في النظريات الموحدة الكبرى" (PDF) .
  22. كوهري، كازونوري؛ ماتسوي، هيروكي (2018). "عدم استقرار الفراغ الكهروضعيف وتقلبات مجال الفراغ المُعاد تطبيعه في خلفية فريدمان-لوميتر-روبرتسون-ووكر". مجلة Physical Review D. 98 ( 10) 103521. arXiv : 1704.06884 . Bibcode : 2018PhRvD..98j3521K . doi : 10.1103/PhysRevD.98.103521 . S2CID 39999058 . 
  23. هوك، أنسون؛ كيرني، جون؛ شاكيا، بيبوشان؛ زوريك، كاثرين م. (2015). "كون محتمل أم غير محتمل؟ ربط عدم استقرار الفراغ الكهروضعيف بمقياس التضخم". مجلة فيزياء الطاقة العالية . 2015 (1): 61. arXiv : 1404.5953 . Bibcode : 2015JHEP...01..061H . doi : 10.1007/JHEP01(2015)061 . S2CID 118737905 . 
  24. كوهري، كازونوري؛ ماتسوي، هيروكي (2017). "عدم استقرار الفراغ الكهروضعيف وتقلبات فراغ حقل هيغز المُعاد تطبيعه في الكون التضخمي". مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية . 2017 (8): 011. arXiv : 1607.08133 . Bibcode : 2017JCAP...08..011K . doi : 10.1088/1475-7516/2017/08/011 . S2CID 119216421 . 
  25. إليس، ج.؛ إسبينوزا، ج. ر.؛ جيوديس، ج. ف.؛ هوكر، أ.؛ ريوتو، أ . (2009). "المصير المحتمل للنموذج القياسي". رسائل الفيزياء ب . 679 (4): 369-375 . arXiv : 0906.0954 . Bibcode : 2009PhLB..679..369E . doi : 10.1016/j.physletb.2009.07.054 . S2CID 17422678 . 
  26. ماسينا، إيزابيلا (12 فبراير 2013). "كتل بوزون هيغز وكوارك القمة كاختبارات لاستقرار الفراغ الكهروضعيف". مجلة Physical Review D. 87 ( 5) 053001. arXiv : 1209.0393 . Bibcode : 2013PhRvD..87e3001M . doi : 10.1103/physrevd.87.053001 . S2CID 118451972 . 
  27. كلوتز، إيرين (18 فبراير 2013). آدامز، ديفيد؛ إيستام، تود (محرران). "حسابات بوزون هيغز تشير إلى أن للكون عمرًا محدودًا" . هافينغتون بوست . رويترز. مؤرشف من الأصل في 20 فبراير 2013. تم الاسترجاع في 21 فبراير 2013. من المرجح أن تكون الأرض قد زالت منذ زمن بعيد قبل أن تُطلق أي جسيمات بوزون هيغز هجومًا كارثيًا على الكون .
  28. هوفمان، مارك (19 فبراير 2013). "بوزون هيغز سيدمر الكون في نهاية المطاف" . تقرير عالم العلوم . مؤرشف من الأصل في 11 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه في 21 فبراير 2013 .
  29. «سيساهم بوزون هيغز في خلق الكون - وكيف سينتهي» . موقع Catholic Online/NEWS CONSORTIUM . ٢٠ فبراير ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل في ٢٦ سبتمبر ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه في ٢١ فبراير ٢٠١٣ .
  30. تاناباشي، م.؛ وآخرون (2018). "مراجعة فيزياء الجسيمات" . مجلة Physical Review D. 98 ( 3) 030001: 1–708 . Bibcode : 2018PhRvD..98c0001T . doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 . PMID 10020536 .  
  31. سالفيو، ألبرتو (9 أبريل 2015). "إكمال بسيط ومُحفَّز للنموذج القياسي دون مقياس بلانك: الأكسيونات والنيوترينوات اليمينية". رسائل الفيزياء ب . 743 : 428-434 . arXiv : 1501.03781 . Bibcode : 2015PhLB..743..428S . doi : 10.1016/j.physletb.2015.03.015 . S2CID 119279576 . 
  32. برانشينا، فينتشنزو؛ ميسينا، إيمانويل؛ بلاتانيا، أليسيا (2014). "تحديد كتلة الكوارك العلوي، وتضخم هيغز، واستقرار الفراغ". مجلة فيزياء الطاقة العالية . 2014 (9): 182. arXiv : 1407.4112 . Bibcode : 2014JHEP...09..182B . doi : 10.1007/JHEP09(2014)182 . S2CID 102338312 . 
  33. فاناديا، ماركو (2022)، قياسات مباشرة لكتلة الكوارك العلوي باستخدام كاشفي ATLAS وCMS ، arXiv : 2211.11398
  34. تعاون CMS (2023). "قياس كتلة الكوارك العلوي باستخدام نهج احتمالية الملف الشخصي مع الحالات النهائية لليبتون + النفاثات في تصادمات البروتون-بروتون عندs=13 TeV{\displaystyle {\sqrt {s}}=13~{\text{TeV}}}" . المجلة الأوروبية للفيزياء ج . 83 ( 10): 963. arXiv : 2302.01967 . doi : 10.1140/epjc/ s10052-023-12050-4 . PMC 10600315. PMID 37906635. S2CID 264442852 .   
  35. بويل، آلان (19 فبراير 2013). "هل سينتهي كوننا بـ'ابتلاع هائل'؟ جسيم شبيه بجسيم هيغز يشير إلى احتمال ذلك" . مدونة NBC News الكونية . مؤرشف من الأصل في 8 فبراير 2025. تم الاطلاع عليه في 8 فبراير 2025 .
  36. أندرياسن، أندرس؛ فروست، ويليام؛ شوارتز، ماثيو د. (2018). "اللحظات الثابتة المقياس والعمر الكامل للنموذج القياسي". مجلة Physical Review D. 97 ( 5) 056006. arXiv : 1707.08124 . Bibcode : 2018PhRvD..97e6006A . doi : 10.1103/PhysRevD.97.056006 . S2CID 118843387 . 
  37. ليندي، أندريه د. (1983). "اضمحلال الفراغ الزائف عند درجة حرارة محدودة". الفيزياء النووية ب . 216 (2): 421-445 . Bibcode : 1983NuPhB.216..421L . doi : 10.1016/0550-3213(83)90293-6 .
  38. ^ زينيسيني، اليساندرو. بيرتي، آنا؛ كومينوتي، ريكاردو؛ روجورا، كيارا؛ موس، إيان ج. بيلام، توم P.؛ كاروسوتو، إياكوبو؛ لامبوريسي، جياكومو؛ ريكاتي، اليسيو. فيراري، غابرييل (2024). “انحلال الفراغ الكاذب عن طريق تكوين الفقاعات في السوائل الفائقة المغناطيسية”. نات. فيز . 10 (4): 558-563 . أرخايف : 2305.05225 . بيب كود : 2024NatPh..20..558Z . دوى : 10.1038/s41567-023-02345-4 .
  39. ستون، م. (1976). "عمر واضمحلال حالات الفراغ المثارة". مجلة Physical Review D. 14 ( 12): 3568–3573 . Bibcode : 1976PhRvD..14.3568S . doi : 10.1103/PhysRevD.14.3568 .
  40. فرامبتون، بي إتش (1976). "عدم استقرار الفراغ وكتلة هيغز القياسية". رسائل المراجعة الفيزيائية . 37 (21): 1378-1380 . رمز Bibcode : 1976PhRvL..37.1378F . doi : 10.1103/PhysRevLett.37.1378 .
  41. ستون، م. (1977). "الأساليب شبه الكلاسيكية للحالات غير المستقرة". رسائل الفيزياء ب . 67 (2): 186-188 . رمز Bibcode : 1977PhLB...67..186S . doi : 10.1016/0370-2693(77)90099-5 .
  42. فرامبتون، بي إتش (1977). "عواقب عدم استقرار الفراغ في نظرية الحقل الكمومي". مجلة Physical Review D. 15 ( 10): 2922-2928 . Bibcode : 1977PhRvD..15.2922F . doi : 10.1103/PhysRevD.15.2922 .
  43. كولمان، س. (1977). "مصير الفراغ الزائف: النظرية شبه الكلاسيكية". مجلة Physical Review D. 15 ( 10): 2929–36 . Bibcode : 1977PhRvD..15.2929C . doi : 10.1103/physrevd.15.2929 .
  44. ^ منظمة العفو الدولية ، وينيوان (2019). “جوانب اضمحلال الفراغ الكاذب” (PDF) .
  45. أرنولد، بيتر (1992). "مراجعة لعدم استقرار نظرية الكهروضعيف الساخن وحدودها على m h و m t ". arXiv : hep-ph/9212303 .
  46. 1 2 بوردا، فيليب؛ غريغوري، روث؛ موس، إيان ج. (2015). "عدم استقرار الفراغ مع الثقوب السوداء". مجلة فيزياء الطاقة العالية . 2015 (8): 114. arXiv : 1503.07331 . Bibcode : 2015JHEP...08..114B . doi : 10.1007/JHEP08(2015)114 . ISSN 1029-8479 . S2CID 53978709 .  
  47. 1 2 موخانوف، ف. ف.؛ سورين، أ. س. (2022)، "اللحظات: تقريب الجدار السميك"، مجلة فيزياء الطاقة العالية ، 2022 (7): 147، arXiv : 2206.13994 ، Bibcode : 2022JHEP...07..147M ، doi : 10.1007/JHEP07(2022)147 ، S2CID 250088782 
  48. ديفوتو، فيديريكا؛ ديفوتو، سيموني؛ دي لوزيو، لوكا؛ ريدولفي، جيوفاني (2022)، "اضمحلال الفراغ الزائف: مراجعة تمهيدية"، مجلة الفيزياء G: الفيزياء النووية وفيزياء الجسيمات ، 49 (10): 83، arXiv : 2205.03140 ، Bibcode : 2022JPhG...49j3001D ، doi : 10.1088/1361-6471/ac7f24 ، S2CID 248563024 
  49. إسبينوزا، جيه آر؛ فورتين، جيه-إف؛ هويرتاس، جيه (2021)، "اضمحلالات فراغية قابلة للحل بدقة مع الجاذبية"، مجلة Physical Review D ، 104 (6): 20، arXiv : 2106.15505 ، Bibcode : 2021PhRvD.104f5007E ، doi : 10.1103/PhysRevD.104.065007 ، S2CID 235669653 
  50. فيروزجاهي، حسن؛ كرامي، آسية؛ رستمي، طاهرة (2020). "اضمحلال الفراغ في وجود وتر كوني". مجلة Physical Review D. 101 ( 10) 104036. arXiv : 2002.04856 . Bibcode : 2020PhRvD.101j4036F . doi : 10.1103/PhysRevD.101.104036 . S2CID 211082988 . 
  51. "هل يمكن للثقوب السوداء أن تدمر الكون؟" . 2015-04-02.
  52. دينغ، هيلينغ؛ فيلينكين، ألكسندر (2017). "تكوين الثقوب السوداء البدائية بواسطة فقاعات الفراغ". مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية . 2017 (12): 044. arXiv : 1710.02865 . Bibcode : 2017JCAP...12..044D . doi : 10.1088/1475-7516/2017/12/044 . S2CID 119442566 . 
  53. أوشيتا، ناريتكا؛ أويدا، كازوشيغي؛ ياماغوتشي، ماساهيدي (2020). "اضمحلال الفراغ حول الثقوب السوداء الدوارة". مجلة فيزياء الطاقة العالية . 2020 (1): 015. arXiv : 1909.01378 . Bibcode : 2020JHEP...01..015O . doi : 10.1007/JHEP01(2020)015 . S2CID 202541418 . 
  54. سايتو، دايكي؛ يو، تشول-مون (2023)، "فقاعة فراغ ثابتة في فضاء كير-دي سيتر"، مجلة Physical Review D ، 107 (6) 064043، arXiv : 2208.07504 ، Bibcode : 2023PhRvD.107f4043S ، doi : 10.1103/PhysRevD.107.064043 ، S2CID 251589418 
  55. تشو، أدريان (2015-08-03). "الثقوب السوداء الصغيرة قد تتسبب في انهيار الكون - إلا أنها لا تفعل ذلك" . Sciencemag.org .
  56. هوت، ب.؛ ريس، م. ج. (1983). "ما مدى استقرار فراغنا؟". مجلة نيتشر . 302 (5908): 508-509 . Bibcode : 1983Natur.302..508H . doi : 10.1038/302508a0 . S2CID 4347886 . 
  57. ليزلي، جون (1998). نهاية العالم: علم وأخلاقيات انقراض البشر . روتليدج. ISBN 978-0-415-14043-0.
  58. كرين، ليا (26 نوفمبر 2021). "اندماج الثقوب السوداء قد يُنشئ فقاعاتٍ قادرة على ابتلاع الكون" . مجلة نيو ساينتست . تاريخ الاسترجاع: 27 نوفمبر 2021 .
  59. تشيتيشفيلي، مريم؛ جوجبيراشفيلي، ميراب؛ كونوبليتش، روستيسلاف؛ ساخاروف، ألكسندر س. (2023). "التألق الاحتكاكي الناتج عن مجال هيغز في اندماجات الثقوب السوداء الثنائية" . مجلة الكون . 9 (7): 301. arXiv : 2111.07178 . Bibcode : 2023Univ....9..301C . doi : 10.3390/universe9070301 .
  60. كاوانا، كيوهارو؛ لو، فيليب؛ شي، كي-بان (2022)، "الانتقال الطوري من الدرجة الأولى ومصير بقايا الفراغ الزائف"، مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية ، 2022 (10): 030، arXiv : 2206.09923 ، Bibcode : 2022JCAP...10..030K ، doi : 10.1088/1475-7516/2022/10/030 ، S2CID 249889432 
  61. لانديس، جيفري أ. (1988). "حالات الفراغ". خيال علمي إسحاق أسيموف : يوليو.
  62. باكستر، ستيفن (2000). الزمن . ماكميلان. ISBN 978-0-7653-1238-9.

للمزيد من القراءة