Історія відкриття

У 2012 році Великий адронний колайдер здійснив воістину монументальний подвиг. Цей прискорювач частинок, збудований на франко-швейцарському кордоні, вперше виявив бозон Гіггса. Частка «втікала» від учених протягом десятиліть. У її виявлення навіть не вірив великий фізик-теоретик Стівен Хокинг. Вона є наріжним каменем стандартної моделі. Її завдання — «повідомляти» іншим частинкам їхню масу і створювати різницю між слабкою ядерною взаємодією та електромагнітною.

Але разом із добрими новинами прийшли й погані. Попередні розрахунки змусили фізиків припустити, що бозон Гіггса матиме неймовірно велику масу. Коли частинку «спіймали» й виміряли, виявилося, що її маса становить лише 125 гігаелектронвольт (ГеВ), що на кілька порядків менше, ніж передбачалося. Коли Нобелівські премії першовідкривачам було вручено, постало питання: чому бозон Гіггса має таку маленьку масу?

Інша проблема полягає в тому, що сильна взаємодія поводиться не зовсім так, як передбачає Стандартна модель. У математиці, яку фізики використовують для опису високоенергетичних взаємодій, є певні симетрії — наприклад, симетрія заряду, симетрія часу та CP-симетрія. У всіх експериментах, проведених на даний момент, сильна взаємодія підпорядковується комбінованій симетрії як обігу заряду, так і обігу парності. Але її математика не демонструє таку ж симетрію. Жодне відоме природне явище не повинно її нав’язувати. Проте природа, схоже, підкоряється їй. Як таке можливо?

Розгадка лежить у мультивсесвіті

Пара теоретиків, Рафаеле Тіто Д’Аньоло з Французької комісії з альтернативних джерел енергії й атомної енергії (CEA) та Даніеле Терезі з CERN, вирахували, що ці дві проблеми можуть бути взаємопов’язані. У статті, опублікованій у січні у журналі Physical Review Letters, вони виклали своє рішення двох загадок. Їхнє припущення: Всесвіт просто народився таким.

Вони звернулися до ідеї, званої мультивсесвітом, що народилася з так званої теорії інфляції — ідеї про те, що в перші моменти після Великого вибуху наш космос зазнав періоду надзвичайно сильного розширення, подвоюючись у розмірах кожну мільярдну частку секунди. Фізики точно не знають, що викликало інфляцію, але одним із наслідків основної ідеї є те, що наш Всесвіт ніколи її не припиняв. Натомість те, що ми називаємо «нашим Всесвітом», є лише крихітною ділянкою набагато більшого простору-часу, яка постійно і швидко роздувається та породжує нові Всесвіти.

Теоретично у різних регіонах цього мультивсесвіту маси бозона Гіггса теж різняться. Дослідники виявили, що Всесвіти з важким бозоном катастрофічно колапсують, перш ніж у них з’являється шанс сформуватись і вирости. «Виживають» лише області мультивсесвіту з легкими бозонами — у них розвиваються галактики, зірки, планети й навіть виникає життя.

Наразі це лише гіпотеза. Тому нам доведеться трохи почекати, оскільки для її перевірки знадобляться роки, якщо не десятиліття, щоб відкинуити чи підтримати нову ідею.

Нагадаємо, що раніше Hubble знайшов згаслі галактики в ранньому Всесвіті.