Kvantni glič vaseljene

Ili velika iluzija o stabilnosti /

.

שכל המאבד נפש אחת
כאילו אבד עולם מלא

Šekol ha’mavad nefeš ehat, kejlu avad olam male
Ko uništi jednu dušu, kao da je uništio čitav svet

Vavilonski Talmud
(Talmud Bavli, תלמוד בבלי)

Ova stara talmudska izreka nedvosmisleno govori o tome da se u svakoj živoj duši ogleda čitav jedan univerzum, svemir za sebe, i da je gašenje jednog života ravno smaku jednog sveta. Jednog svemira. No u današnje vreme, na trenutnom nivou našeg civilizacijskog i naučnog razvoja, u stanju smo da koncept smrti sagledamo i mnogo šire, kroz prizmu celokupnog dokučivog kosmosa, u čije nepojmljive dubine svakodnevno uplivavamo i ispitujemo ih. Na taj način pruža nam se prilika da prođemo kroz neke više nego fantastične scenarije njegovog definitivnog kraha. Kraja koji će nesumnjivo jednog dana nastupiti, samo je pitanje šta će nam iz svoje bogate ponude matematička verovatnoća servirati.

Među mnogim idejama i pretpostavkama koje nauke iznosi na ovu mračnu temu kraja, postoji jedna smrt veoma drugačija od svih drugih. Mnogo smrtonosnija smrt. Ona svojim užasom obuhvata i usmrćuje i sâmu smrt i verovatno na kraju samuje do totalnog oblivijuma Svega – jer od svih načina na koji univerzum može da skonča, vakuumski raspad verovatno predstavlja najefikasniji, ali i najbrutalniji. Smrt koja u vihoru svoje siline postaje mnogo više od pukog gašenja života kakav poznajemo, jer bi u tom trenu apsolutno svaka čestica u svemiru prestala da postoji. Drugim rečima, nestali bi oni najosnovniji uslovi za njihovo funkcionisanje. Došlo bi to apsolutnog poništenja. U nekim naučnim krugovima ovaj suludi scenario nazivaju još i opštom nihilističkom tendencijom svemira, jer vakuumski raspad kao smak sveta više ne može biti posmatran samo kao pretnja životu, već pretnja kompletnom setu pravila na kojem počiva ova naša stvarnost. Vakuumski raspad raspada srž našeg univerzuma i poništava sve fizičke konstante, pa i atomsku strukturu kakvu poznajemo i na kojoj smo i sâmi utemeljeni, a to i hemiju života čini apsolutno neostvarivom. Zato vakuumski raspad možemo smatrati i kosmičkim mehanizmom samounišetnja – resetovanjem Postanja.

Mnoge druge potencijalne scenarije kraja moguće je donekle ublažiti, neke čak i vešto izbeći, ali ne i ovaj lažno-vakuumski. To je taj princ apsolutne kataklizme koji bdi i nad večnim kraljevstvom entropije, koja je i sama po sebi već dovoljno užasna i koja će nas jednog trena saseći svojom nihilističkom sabljom nepostojanja.

Ali da bismo što bolje razumeli strahotu vakuumskog raspada, iliti lažnog vakuuma, moramo se bolje upoznati s dva ključna fizička principa kojima podleže apsolutno sve.

To su:

nivoi energije

i nivoi stabilnosti.

.
Prema bazičnim fizičkim zakonitostima, svaka čestica sadrži određeni nivo/potencijal energije i to najbolje možemo videti prilikom sagorevanja materije. Kada zapalimo list hartije, plamen je rezultat oslobađanja energije uskladištene u hemijskim/molekularnim vezama te materije, koje su pre spaljivanja činile papir. Tu oslobođenu hemijsku energiju registrovali bismo u vidu emisije toplote, što bi na kraju rezultovalo pretvaranjem hartije u pepeo koji, sada, predstavlja materiju na nižem energetskom stupnju od hartije. Kao što je papir na nižem energetskom nivou od drveta, od koga preradom dobijamo hartiju.

Kada je reč o drugom ovde ključnom principu, principu stabilnosti, u univerzumu svaki oblik materije poseduje prirodnu tendenciju da se na svom energetskom planu uvek kreće ka svom osnovnom stanju, odnosno stanju u kojem je potpuno stabilan (stanje u kome sadrži što manje energije). To stanje zovemo vakuumom, odnosno najnižim energetskim nivoom funkcionisanja.

S obzirom na to da je za proces vakuumskog raspada nužno potrebno stanje lažnog vakuuma, za bolje predočavanje te lažne stabilnosti najbolje nam može poslužiti standardni primer analogije s uzvišenjem i loptom (ili bilo kojim drugim lako pokretljivim objektom) na njegovom vrhu. Dok god je lopta nepomična, i na ravnom, ona je u stanju svojevrsne lažne stabilnosti jer u sebi skladišti veliku količinu potencijalne energije. U momentu pomeranja ka obodu uzvišenja i započinjanju pada, lopta naglo počinje da oslobađa i gubi uskladišteni potencijal, koji se sada rapidno i u potpunosti konvertuje u čistu kinetičku energiju. Nakon što se pad okonča i lopta nađe u podnožju, ona ponovo ulazi u stanje, sada nove, stabilnosti. Iz ovog primera jasno je da je slučaj lažnog vakuuma samo privid stabilnosti. Vrlo je verovatno da naš trenutni svemir egzistira na svojevrsnom minimumu energije, ali je taj minimum lokalnog karaktera i zbog toga je svemir sve samo ne istinski stabilan. Zato je uveden termin metastabilnosti, jer čim nešto poseduje veći vid potencijalne energije ono je samim tim nestabilno zbog težnje da se tog naboja oslobodi i povrati/dostigne realnu stabilnost. I to je pravilo za apsolutno svaki sistem. Čak i u čudnovatom svetu kvantnih čestica gde ne mora uvek sve da bude u skladu sa raciom posmatrača.

No, ovde moramo da malo dublje uronimo u osnove tkanja naše stvarnosti, ne bi li nam šira slika na kraju bila jasnija. Svaki atom sastoji se od tri osnovne gradivne jedinice:

kvarkova – osnovnih gradivnih elemenata za formiranje nukleusa atoma

bozona – tzv. nosioca sila, odnosno zakona prirode

leptona (i ostalih ukusa) – koji su zaslužni za očuvanje elektrona u orbiti atoma

Ključni element, koji objedinjuje ova tri, jeste onaj koji je do skoro punio naslovnice širom sveta u vezi njegovog pronalaženja jula 2012. godine u CERN-u (The European Organization for Nuclear Research). To je Higsov bozon (Brout-Englert-Higgs mechanism), iliti još znan i kao božija čestica, kako ga neki nazivaju zbog, bez sumnje, krucijalne uloge koju igra u izgradnji naše stvarnosti. Našeg celokupnog postojanja.

Ukoliko je naše dosadašnje znanje iz oblasti fizike tačno, onda je vrlo verovatno da celokupan svemir svoja svojstva crpi iz kvantnog polja, koje mi iz naše makro perspektive tumačimo i vidimo kao kosmičke zakone, odnosno kao četiri fundementalne sile. To je skup pravila po kojima se čestice ponašaju i koji određuje kako reaguju jedna s drugom. Medjutim, za razliku od svih čestica koje poseduju određenu (makar minimalnu) masu, i koje teže tzv. nultom stanju, to jedino nije slučaj sa Higsovim bozonom. On je odgovoran za određivanje mase svim ostalim česticama i jedino za njega važi da nije stabilan, već, kako je i pre rečeno – metastabilan.

Metastabilnost je fensi naučni naziv za nešto što vidimo da se trudi da bude stabilno, ali nikako nije.

Dakle, ključna karakteristika Higsovog bozona je u tome što on ne poseduje masu, već predstavlja mehanizam koji svim ostalim česticama dodeljuje odgovarajuću masu i definiše kako će dalje interagovati jedna s drugom. Zato se može smatrati  je Higsov bozon pokretač svih sila. Bez Higsovog bozona, sve ostale čestice besciljno bi lutale beskrajem, beskonačno, bez mogućnosti da utiču jedna na drugu, kombinuju se i dalje usložnjavaju. Otud ta božanstvenost koja se bozonu s pravom i pripisuje. A samim tim Higsov potencijal određuje istinsku prirodu kosmosa, odnosno da li je on u stanju vakuuma ili lažnog vakuuma. Pravi vakuum je stabilan i predstavlja najniži energetski nivo sistema, dok je lažni vakuum ugnježden između dva različita energetska naboja, ona dva uzvišenja iz primera s početka priče. Dovoljan je minimalni podstrek da izazove velike promene u prirodi Higsovog polja i time naruši privid naše kosmičke stabilnosti. Zato se za lažni vakuum kaže da je metastabilan.

Higsov bozon je kvant unutar Higsovog polja, koje je, pak, jedno od više različitih polja koja zajedno tvore sveukupnu sliku naše fizičku stvarnost. Poput mnogostrukih slojeva vibrirajućih polja, gde je svaka vibracija strune određena čestica. Bar je tako prema Kvantnoj teoriji polja (Quantum field theory) koja do danas nudi najpotpuniju nepotpunu sliku celokupne stvarnosti, sačinjene od velikog broja oscilirajućih polja, poput elektronskog, kvarknog, bozonskog i, naravno, Higsovog polja.

Vizuelizacija kvantne fizike

.

Teoretski posmatrano, itekako postoji niže energetsko stanje za Higsovo polje od ovog postojećeg, za koje znamo, a čija je snaga procenjena na 126 GeV (gigaelektronvolti). S obzirom na to da je na tom nivou to velika količina energije, ovo polje, koje je baza svega ostalog, nikako nije u stabilnom već u metastabilnom stanju, odnosno – u lažnom vakuumu. Ako se prisetimo primera lopte u (prividnoj) dolini i ulogu lopte dodelimo Higsovom polju, sagledaćemo da dolina u kojoj leži naše Higsovo polje sada, odjednom, više ne predstavlja najniži energetski nivo sistema, već je tu negde pored još niža dolina koja mami Higsovo polje da se u nju stropošta. Pozicija u koju bi ova naša lopta želela da stigne u potrazi za mirom najniže energetske vrednosti.

Po Higsu bi i za najmanje energetsko odstupanje u vrednosti polja ono rezultovalo momentalnim poništavanjem Svega… domino-efektom pravo s kvantnog nivoa.

Iz svega prethodno rečenog jasno proizilazi da Higsovo polje poseduje enormno mnogo uskladištene potencijalne energije, koja samo čeka da bude oslobođena. Poput beskrajnog okeana benzina, kosmičkih proporcija, koji čeka na najmanju iskru koja bi probudila tog uspavanog demona iz kvantnih dubina. A ta varnica bi, sasvim verovatno, mogla proizaći iz nasumičnog kvantnog tunelovanja, do kojeg može doći bez ikakve prethodne najave, u svakom/bilo kom trenutku. Ili, pak, nikad.

Kvantno tunelovanje, ili samo tunelovanje, prvi put je zapazio Robert Vud (Robert Williams Wood) davne 1897. godine pretprošlog veka i predstvlja pojavu u kojoj atomska čestica može savladati potencijalnu barijeru čak i kada je njena energija niža od energije barijere, odnosno čak i u slučaju da je savladavanje barijere pred njom fizički nemoguće. Naravno, sa stanovišta klasične fizike to bi bilo nemoguće, ali prema zakonima/verovatnoći kvantne mehanike, to je itekako moguće. Čak izvesno. Samim tim ušuškanost lažnog vakuuma može potpuno nasumično, kvatnim gličom, da se nađe u pravom vakuumu, uzrokujući time nesaglediv problem za naš univerzum. Sve kvantne čestice imaju tu prirodnu, matematički verovatnu, tendenciju da povremeno, spontano, nestaju i nastaju bez obzira na to da li je to fizički moguće ili ne. Jednostavno, tu je na snazi matematička verovatnoća koja apsolutno sve dozvoljava u odnosu na dooobar (nije typo, već pokušaj dočaravanja veličine) komad vremena koji se ima na raspolaganju. To zovemo kvantnim tunelovanjem (Quantum tunnelling). Tunelovanje danas uspešno objašnjava proces alfa-raspada, kao prodiranje alfa čestice kroz potencijalnu barijeru nuklearnih sila.

Putem ovog fantastičnog scenarija koji apsolutno sve dopušta, pakao entropije i vakuumskog raspada koji je na čekanju na neodređeno, može se dogoditi svakog trena ukoliko tek jedna higsova čestica iskusi kvantno tunelovanje u niže energetsko stanje (nižu dolinu). To bi u tom trenu porušilo čitavu fiziku, i to samo minimalnim menjanjem i najmanjeg promila u naponu Higsove prirode (126 GeV). Prema tome, pad Higsovog polja u niži energetski nivo bio bi prag promene posle koje ništa više ne bi bilo isto.

Tim činom dobili bi kakvu sferu okruženu energetskom opnom, koja bi u svom beskonačnom širenju proždrla sve na svom putu. Domino efekat i put bez povratka. Sve što dotakne graničnik te sfere momentalno bi prestalo da postoji, dovodeći do apsolutne dezintegracija svega u prostoru i vremenu. Slično horizontu događaja kod crnih rupa. Posebno nezgodno je to što ne bi bilo načina da ikako primetimo tako nešto, bar ne tehnologijom kojom danas raspolažemo, jer bi se širenje vakuumskog raspada odvijalo brzinom svetlosti u svim pravcima. Ako ne i brže, u zavisnosti od toga kako bi se takav efekat odrazio na tkanje prostorvremena (Alcubierre drive, pretpostavka zasnovana na bazi metričkog tenzora Berhnarda Rimana).

Dakle, rodilo bi se čudovište koje bi u svom neizdržu ždranja i širenja zauvek raslo, menjajući kosmos iz korena i za sva vremena. I ne samo što bi se sve nama znano urušilo i nestalo, već bi i zakoni fizike poprimili drugačije polazne vrednosti, stvarajuću time tlo za potpuno novi vid materije/neke druge stvarnosti. Jer, na vrednosti Higsovog polja počiva svaki kosmosu znani parametar. Slično promeni operativnog sistema na računaru. Svaki paket softvera funkcioniše po drugačijim pricipima, pa time i svaki manji program unutar tog OS-a drugačije reaguje na drugo radno okruženje, najčešće nekompatibilnošću. Standardni model bio bi opovrgnut, zamenjen nekom drugom fizikom koju ne poznajemo, niti možemo da zamislimo… Fizikom s kojom jednostavno nismo kompatibilni. Na skali svih mogućih nesreća koje mogu da nas zadese i obezglave, vakuumski raspad je ipak poslednje plasiran, pre svega zbog male verovatnoće da se dogodi u odnosu na naše poimanje vremena. Ali to što postoji i najmanja šansa da se dogodi, dovoljno je da utera strah u kvant kosti. Zbog toga što, za razlike od skoro svih ostalih scenarija, vakuumski raspad je nemoguće izbeći. Zamislite kako se negde daleko, u mračnim bespućima svemira, formira jedan mehurić unutar kojeg je celokupna fizika urušena. Gde fundamentalne sile naše prirode gube svoj smisao, gde čestice više nisu u stanju da se udruže u veće skupine. Taj mehur nastavlja da se širi i uvećava brzinom svetlosti, sve dok ne obgrli čitav kosmos i sve u njemu nullifikuje. Situacija tempirane kosmičke bombe čije je odbrojavanje krajnje nasumično, jer istog trena kada bismo spoznali da je došlo do ovog kvantnog gliča, tog istog trenutka mi kao da nikada nismo ni postojali.

Na kraju krajeva možda ne bi ni bilo tog mehura koji bi se širio kosmičkim prostorom u svom nihilističkom plesu poništenja svega, već je moguć i scenarijo (nezgoda teoretisanja o teoriji je što ima tendenciju da bude beskonačna) gde bi pucanje lažnog vakuuma, i pad u pravi vakuum, u tom trenutku izmenio sve osnovne kosmološke konstante, što bi moglo da zaliči i na spooky action at a distance. U tom smislu ne bi bilo nikakvog ograničenja u zakonskim okvirima vaseljene koji bi sprečavali da se bilo šta instant dogodi. Poput izmene u kôdu softvera – gde promena postaje svuda i trenutno postaje vidljiva čim se unese.

No svakako, ne gine nam mrak brzinom sklapanja kapaka.

.

– IZBOR TEMA –


.

Ostavite komentar i iznesite Vaše mišljenje na predloženu temu

Polja označena zvezdicom (*) su obavezna. Uneti email neće biti javno dostupan, niti deljen s trećim licima.