Conoce “Vacuum Decay”: el final más espectacular del universo

Hay mucha especulación sobre el fin del universo. Después de todo, a los humanos les encanta un buen final. Sabemos que el universo comenzó con el Big Bang y ha existido durante casi 14 mil millones de años. Pero aún no se sabe con certeza cómo se produce el toque final del cosmos. Hay, por supuesto, escenarios hipotéticos: el universo podría continuar expandiéndose y enfriándose hasta llegar al cero absoluto, o podría colapsar sobre sí mismo en el llamado Big Crunch . Entre las alternativas a estas dos teorías principales está la “decadencia del vacío”, y es espectacular, en una especie de final de todo. 

Hay un campo que se extiende por todo el universo llamado campo de Higgs. La interacción entre este campo y las partículas es lo que le da masa a las partículas. Se dice que un campo cuántico está en su estado de vacío si no puede perder energía, pero no sabemos si eso es cierto para el campo de Higgs, por lo que es posible que el campo esté en un falso vacío en algún momento en el futuro. Imagina la energía como una montaña. La energía más baja posible es un valle, pero a medida que el campo rodaba por las laderas, podría haber encontrado un pequeño valle en la ladera de esa montaña y quedarse atrapado allí.

En física regular, un valle es un valle. Así que un punto estable es estable. Pero en mecánica cuántica, las cosas son un poco más complicadas. Las cosas pueden moverse espontáneamente al campo de energía más bajo posible. Si eso sucediera, el campo de Higgs cambiaría allí y el nuevo campo más estable se expandiría, cambiando la física misma del universo y destruyendo todo lo que usa el que conocemos en su camino. 

“Eso podría ser posible, podría no serlo, no estamos seguros. Pero la forma de averiguarlo es comprender cómo cambió el campo de Higgs en el universo primitivo porque sabemos que lo hizo”, dijo  la Dra. Katie Mack, la cátedra Hawking de Cosmología y Comunicación Científica en el Perimeter Institute, en el artículo ” Cómo ¿Terminará el universo? ” episodio de nuestro podcast, Las grandes preguntas  (¡próximamente la temporada 3!). 

“Entonces, ese es otro caso en el que tratar de comprender el comienzo potencialmente nos dirá algo sobre el final”.

Los experimentos de física de partículas, como los del Gran Colisionador de Hadrones, obtienen cada vez más información sobre el bosón de Higgs , que es la partícula asociada con el campo de Higgs. Comprender mejor esta partícula no solo ayuda a la física de partículas, sino también a nuestra comprensión del Big Bang y cómo podría terminar el universo.

“La descomposición del vacío es una posibilidad tan fascinante porque involucra algo que sucede en el nivel cuántico, la física subatómica”, dijo el Dr. Mack, cuyo libro The End of Everything trata sobre esto. “Básicamente, hay un evento de túnel cuántico, una partícula va de un lugar a otro en algún sentido y cuando eso sucede desencadena una cascada que destruye el cosmos. Creo que es una posibilidad tan fascinante en la que algo tan pequeño, tan oscuro e impredecible como un evento cuántico podría destruir objetos macroscópicos, galaxias y el universo”.

La expansión de esta burbuja ocurriría casi a la velocidad de la luz, por lo que no es algo para lo que puedas predecir o prepararte. Si la descomposición del vacío es de hecho el escenario correcto, no tiene que preocuparse de que pueda comenzar cualquier día de repente en, digamos, Zanesville, Ohio. Los cosmólogos piensan que no sucederá entre 10 ¹⁰⁰ años… y eso es mucho, mucho tiempo.