Ученые смоделировали гибель Вселенной: эксперименты с ложным вакуумом
Недавние открытия в области квантовых технологий открывают перед нами новые горизонты не только в понимании строения Вселенной, но и в развитии вычислительных систем. Одним из самых захватывающих и пугающих результатов стало моделирование учеными из разных стран того, как может выглядеть гибель Вселенной, если гипотеза о распаде ложного вакуума окажется верной. В этом процессе исследователи изучили квантовое поведение пузырьков в ложном вакууме, используя мощнейший квантовый симулятор. Эта работа, проведенная в рамках международного сотрудничества, была опубликована в журнале Nature Physics.
Гипотеза о ложном вакууме и её последствия
Источник фото: lenta.ru
50 лет назад была выдвинута гипотеза о распаде ложного вакуума, которая предложила одну из самых тревожных и парадоксальных идей: то, что Вселенная, как мы её знаем, не является стабильной, а всего лишь временным состоянием, в котором наша реальность может «потерять равновесие». Согласно этой гипотезе, Вселенная может находиться в так называемом «ложном вакууме» — неустойчивом состоянии, которое лишь кажется стабильным, но на самом деле скрывает за собой возможность разрушительной трансформации. Преобразование ложного вакуума в «истинный вакуум» может привести к кардинальным изменениям во всей структуре Вселенной, а в некоторых интерпретациях этого процесса — и к её гибели.
Читайте по теме: Климатический апокалипсис: Земля станет похожа на Венеру
Ложный вакуум можно представить как географический ландшафт с многочисленными долинами. По идее, если Вселенная находится в одной из таких долин, то она теоретически может «провалиться» в более глубокую долину — в состояние истинного вакуума. Именно такой процесс распада может стать началом катастрофической трансформации всего существующего.
Роль квантовых симуляторов
Исследование, которое стало возможным благодаря квантовым вычислениям, открыло новые перспективы для изучения этого необычного явления. В нем участвовали ученые из Университета Лидса, Юлихского суперкомпьютерного центра (JSC) и Института науки и технологий Австрии (ISTA). Для моделирования поведения пузырьков в ложном вакууме они использовали квантовый симулятор, созданный канадской компанией D-Wave, который способен проводить вычисления с помощью квантовых технологий.
Особенность работы заключалась в использовании кубитов — минимальных единиц информации в квантовых вычислениях. В рамках эксперимента было задействовано 5 564 кубита, которые в определенной конфигурации моделировали состояние ложного вакуума. Таким образом, ученые могли проследить, как происходят переходы из одного состояния в другое, наблюдая за развитием пузырьков, которые могут стать катализаторами распада.
Как это работает
Источник фото: sud.ua
Пузырьки, о которых идет речь в исследовании, представляют собой своеобразные флуктуации в квантовых полях, которые могут образовываться в ложном вакууме. Эти пузырьки, по сути, являются маленькими регионами, в которых могут происходить изменения на уровне квантовых состояний, что в перспективе может привести к разрушению всей структуры, поддерживающей вселенную в её нынешнем виде.
Процесс моделирования напоминает теоретическое описание американских горок, где каждая долина символизирует локальные стабильности, но в конечном итоге все приводит к одной истинной, наиболее стабильной точке. Переход в более глубокую «истинную» долину означает начало распада ложного вакуума и кардинальное изменение всей реальности.
Результаты и значение для квантовых технологий
С помощью квантового симулятора ученые смогли не только проследить за развитием пузырьков в реальном времени, но и получить новые данные, которые бросают свет на сложность процессов, происходящих в столь экзотичных состояниях материи. Это, в свою очередь, имеет важное значение не только для астрофизики и космологии, но и для самого развития квантовых технологий.
Исследователи отметили, что полученные данные могут существенно повлиять на развитие квантовых вычислений. Понимание того, как пузырьки взаимодействуют в ложном вакууме, может стать ключом к совершенствованию квантовых систем, что в свою очередь откроет новые возможности для вычислительных технологий.
Новый взгляд на происхождение Вселенной
Источник фото: earth.com
Эксперимент также затронул вопросы, касающиеся самых ранних этапов существования Вселенной. Изучение перехода из ложного вакуума в истинный может пролить свет на процессы, происходившие сразу после Великого взрыва. Идея о том, что наша Вселенная может быть на грани такого перехода, ставит перед учеными вопросы, которые они будут изучать еще много лет.
Наблюдения за распадом ложного вакуума, которые стали возможны благодаря квантовым симуляторам, открывают перед нами совершенно новый взгляд на будущее Вселенной и позволяют по-новому взглянуть на возможности квантовых технологий. Однако, несмотря на экстраординарные результаты эксперимента, ученые подчеркивают, что подобные гипотезы остаются теоретическими, и многое в вопросах о судьбе Вселенной, скорее всего, мы сможем узнать лишь через многие десятилетия.
Тем не менее эти исследования дают надежду на то, что знания о квантовых процессах могут не только дать ответы на вопросы, которые волновали человечество веками, но и стать основой для новых технологических прорывов.
Ранее на сайте «Пронедра» писали, что шаманы и экстрасенсы требуют захоронить или начнется конец света в 2025 году: почему нельзя было трогать мумию, кто она
