آیا کیهان از نظر انرژی نیمه پایدار است؟

یکی‌ دیگر از شگفتی‌های و در عین حال معمای طبیعت مساله پایداری یا عدم پایداری کیهان است. پیشتر گفته شد که جرم ذره هیگز بوزون ۱۲۵ گیگا الکترون ولت تخمین زده می‌‌شود. اگر این جرم را در قیاس با جرم تاپ کوارک ۱۷۳ گیگا الکترون ولت در نظر بگیرید و نمودار مربوطه را برای یک محدوده جرمی بر اساس شرط پایداری (ریاضیات پیچیده و برای شما خوانندگان مهم نیست) رسم کنید، همان طور که در تصویر بالا می‌بینید، قسمتی‌ بسیار کوچک (حاوی سه خط بیضوی شکل، به دلیل خطای سنجش تجربی‌ در جرم این دو ذره بنیادین و به طور کلی‌ محدوده زرد رنگی‌) خواهید دید که اصطلاحا metastable گفته می‌‌شود، به عبارت دیگر کیهان در حال حاضر در وضعیت نیمه پایدار (کم ثبات) به سر می‌‌برد! به زبان ساده تر، کیهان از نظر انرژی در پایین‌ترین سطح انرژی خود نیست و اگر در اینجا اتفاق خاص دیگری رخ ندهد و مکانیسم فیزیکی‌ ناشناخته دیگری پدیدار نشود، کیهان از نظر انرژی به پایین‌ترین سطح از انرژی از طریق تونل زنی‌ کوانتومی انتقال پیدا خواهد کرد و این بدین معنی‌ است که انرژی عظیمی‌ آزاد خواهد شد و تمام هستی‌ و نیستی‌ را در کیهان با سرعت نور از بین خواهد برد. در واقع سیستم کیهان در حال حاضر در لبه پایداری به سر می‌‌برد. البته این انتقال از وضعیت نیمه پایدار به پایدار میتواند ۱۰ به توان منهای ۱۰۰ سال طول بکشد و تا آن موقع چیزی از ما باقی‌ نخواهد ماند که همچین فاجعه‌ای را تجربه کنیم و تا آن “روز” هم تمامی ستارگان کیهان خاموش شده و حتی سیاه چاله‌ها توسط تشعشعات پرتو هاوکینگ تجزیه و از بین خواهند رفت، اما در عین حال این امکان وجود دارد که این انتقال زودتر آغاز بشود! در اینجا همچنین باید گفته بشود که این وضعیت ناپایداری به میدان هیگز مربوط نمی‌‌شود، زیرا که این میدان در همان آغاز کیهان از وضعیت نیمه پایدار به پایدار (تابع سهمی به تابع کلاه مکزیکی) انتقال یافت، در واقع وضعیت نیمه پایدار کیهان مربوط به میدان‌های مرتبط با میدان نیروی ادغام شده الکتروضعیف (electroweak) است که در خود انرژی عظیمی‌ ذخیره دارند که در صورت رسیدن به وضعیت پایداری مطلق این انرژی آزاد خواهد شد و تمام هستی‌ را از بین خواهد برد! در اینجا البته برخی‌ گمانه زنی‌ میکنند و بر این باور هستند که ابر تقارن (supersymmetry) جلوی انتقال به پایداری را خواهد گرفت. اگر این گونه باشد همچین مدلی‌ بر پایه ابر تقارن ۵ نوع متفاوت از ذرات هیگز بوزون را پیشگویی می‌کند که هیچکدام تا به حال پیدا نشده ا‌ند و تا کنون بسیاری از این دست مدل‌های ابر تقارونی از لحاظ تجربی‌ اشتباه از آب در آمده ا‌ند. در اینجا باید گفته بشود که پیشبینی‌ انتقال به وضعیت پایداری بر این اساس استوار است که فیزیک در انرژی‌های بسیار بالا، ماورای آنچه که در CERN در حال حاضر با شتاب دهنده ها قابل دستیابی است، ثابت و همان گونه بماند که در انرژی‌های پایین تر است. این پیش فرض الزاما درست نیست و میتواند کاملا اشتباه باشد و بدین روی ممکن است اصلا انتقالی صورت نگیرد و کیهان کاملا پایدار باشد و بماند! بسیاری از فیزیکدانان بر این باور هستند که در انرژی‌های بسیار بالا فیزیک کاملا تغییر کرده و همه نیرو‌ها با یکدیگر ادغام خواهند شد و تنها یک نیرو که نیروی مادر تمامی نیروهای بنیادین در طبیعت است، باقی‌ خواهد ماند. فعلا طبق محاسبات، کیهان از نظر انرژی در وضعیت بحرانی‌ و بر روی لبه “تیغ” قرار گرفته است و این نشان می‌‌دهد که جرم ۱۲۵ گیگا الکترون ولتی ذره هیگز یک عدد بسیار خاص و تنظیم شده‌ای است زیرا که دقیقا بین وضعیت ناپایداری محض و پایداری محض قرار گرفته است! این محاسبات نشان می‌‌دهند که چنانچه فیزیک جدیدی در انرژی‌های بالا یافت نشود، ما هم اکنون در وضعت نیمه پایداری انرژی به سر می‌ بریم! بدین روی میتوان درک کرد که چگونه جرم ذرات بنیادین در عالم هستی‌ دقیقا به گونه‌ای تنظیم شده ا‌ند که در آن ساختار‌های پیچیده بتوانند ایجاد و زمینه ساز حیات بشوند و تمامی اینها نمیتوانند صرفا یک تصادف محض بوده باشند! دوستانی که علاقمند به اطلاعات بیشتر در این راستا هستند باید فرضیه false vacuum را مطالعه کنند.