Квантовый пузырь может стереть Вселенную за мгновение – физики объяснили, почему этого, скорее всего, не случится

Среди сценариев гибели Вселенной, которые обсуждают физики, есть особенно мрачный. Согласно ему, космос сейчас находится не в самом стабильном состоянии и может перейти в другое, что обернётся катастрофой для всего сущего. Новое исследование показывает, что вероятность такого исхода может оказаться ниже, чем считалось раньше.

Речь идёт о распаде ложного вакуума. В рамках этой гипотезы Вселенная выглядит стабильной для наблюдателя изнутри. Однако часть расчётов указывает, что она не достигла истинного вакуума, то есть состояния с минимально возможной энергией.

Если Вселенная совершит квантовое туннелирование в более устойчивое состояние, привычная реальность прекратит существование. Такой переход породил бы пузырь истинного вакуума, который расширяется почти со скоростью света и переписывает законы физики без какого-либо предупреждения. Заметить его приближение заранее было бы невозможно, ведь граница пузыря движется практически так же быстро, как свет, несущий информацию о его появлении.

Группа исследователей описала механизм, который мог надёжно зафиксировать Вселенную в нынешнем состоянии. По версии учёных, стремительное расширение ранней Вселенной запустило квантовые эффекты, которые привели её к так называемому "космическому локдауну". Даже если Вселенная действительно пребывает в ложном вакууме, распад в таком случае маловероятен.

Работа вышла в сентябре 2026 года в научном журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. При этом учёные осторожны в формулировках, и в заявлении университета от 5 октября исследователи пояснили границы своих выводов:

Результат не доказывает, что нынешнее состояние Вселенной останется стабильным навсегда, и не определяет конкретную вероятность того, что поле Хиггса которое придаёт элементарным частицам массу в конечном итоге распадётся.

Чтобы понять суть проблемы, стоит вернуться к бозону Хиггса и связанному с ним полю. Фундаментальные частицы, например электрон, приобретают массу, взаимодействуя с полем Хиггса. Изучение свойств этого поля, включая массу самого бозона, открытого на Большом адронном коллайдере в 2012 году, навело физиков на мысль, что Вселенная может находиться не в самом устойчивом состоянии.

Капланек объяснил идею с помощью наглядной аналогии:

Полезная аналогия – шар, движущийся по ландшафту из холмов и долин, где шар представляет состояние поля, а долины – различные возможные вакуумы. Долина, в которой мы застряли, была бы ложным вакуумом. Она кажется стабильной, потому что шар удобно лежит на дне, но это не состояние с наименьшей доступной энергией. Более глубокая долина – это истинный вакуум.

Классический шар не смог бы перебраться через холм без дополнительной энергии. Квантовая механика, по словам Капланека, открывает "удивительную возможность" для поля просочиться сквозь барьер. Такой переход радикально изменил бы свойства частиц и сил, "фундаментально изменив Вселенную, какой мы её знаем".

Так как ставки настолько высоки, учёный считает важным понять, существуют ли физические механизмы, способные сделать ложный вакуум более устойчивым. Именно такой механизм и предлагает новая работа.

Ключевая идея исследования в том, что квантовые поля не существуют изолированно. Модель команды описывает эволюцию квантовых полей в быстро расширяющемся пространстве. По словам Капланека, такая постановка задачи "мотивирована инфляционной космологией и применима к ней", то есть к теории о стремительном раздувании Вселенной в первые доли секунды после Большого взрыва.

Расчёты показали, что способность поля к туннелированию подавляет декогеренция. Так называют процесс, при котором квантовая система после взаимодействия с окружением теряет квантовые свойства и начинает вести себя как классическая.

Исследователи рассмотрели два варианта развития событий. Первый автор работы, физик Портсмутского университета Робсон Кристи, описал их в беседе с изданием Quantum Insider:

• если рассчитанное в работе поле тяжелее относительно скорости расширения Вселенной, система, скорее всего, придёт к истинному вакууму

• если поле легче, "система не успевает за изменениями" и, вероятно, оказывается в ложном вакууме

В обоих случаях декогеренция помогает "запереть" систему в том локальном минимуме, где она оказалась. За это отвечает квантовый эффект Зенона, при котором квантовой системе, находящейся под постоянным наблюдением, словно бы труднее перейти из одного состояния в другое. Эффект назван в честь древнегреческого философа Зенона Элейского и его парадокса о летящей стреле.

Роль наблюдателя в этой модели играет сама окружающая среда. Капланек пояснил, что она "фактически действует как непрерывный монитор, так как взаимодействия постоянно переносят информацию о состоянии поля в его окружение".

Физики предсказали новую форму квантовой материи – каплю из бозонов и фермионов

Физики телепортировали изображение сразу по 100 квантовым каналам

При этом команда не утверждает, что распад ложного вакуума полностью исключён. Модель учитывает ранее упущенные факторы, но остаётся упрощённой и не принимает во внимание ряд важных элементов, среди которых:

• изменение скорости космического расширения со временем

• собственное гравитационное влияние поля

Вопрос о том, защищает ли этот механизм нашу Вселенную прямо сейчас, выходит за рамки новой работы. Для ответа понадобятся "значительно" более реалистичные расчёты. Однако исследование уже предлагает конкретный физический механизм, способный стабилизировать ложный вакуум и уберечь Вселенную от катастрофического перехода.