Como destruir o universo inteiro
Em teoria, existe uma maneira de apertar o botão de reset cósmico. Aqui está como.
Não se orgulhe demais desse terror tecnológico que você construiu. A capacidade de destruir um planeta é insignificante perto do poder da Força. -Darth Vader
Se você quer destruir coisas, você tem muitas opções. Para um aglomerado de matéria de tamanho modesto – como, digamos, o planeta Terra – existem várias maneiras, muitas das quais são completamente naturais, para o Universo destruí-lo. Traga nosso mundo perto o suficiente de um grande buraco negro, e ele será simplesmente dilacerado e devorado.
Crédito da imagem: Greg Martin, via http://www.artofgregmartin.com/ .
Coloque-a em contato próximo com uma estrela e ela será igualmente engolida, mesmo que essa estrela seja tão difusa quanto uma gigante vermelha.
Crédito da imagem: NASA, via http://science.psu.edu/news-and-events/2012-news/Wolszczan8-2012 .
Permita que ela exista muito perto de uma supernova ou hipernova, e não apenas a superfície certamente será frita, mas o mundo inteiro poderá ser dividido em pedaços muito pequenos, dependendo da orientação da explosão.
Crédito da imagem: Wikidot, via http://holographic-reality.wikidot.com/wiki:xi-scorpii .
Ou, para aqueles de vocês que são mais do tipo DIY , você poderia simplesmente trazer o valor de antimatéria de um asteroide para o núcleo do planeta, onde a aniquilação de matéria/antimatéria produzirá energia mais do que suficiente para reduzir o planeta a não mais do que uma pilha dissociada de escombros.
Crédito da imagem: usuário Jugus da Halo Wikia, via http://halo.wikia.com/wiki/Shield_0459 .
Mas isso é simplesmente um único planeta, em um universo composto de bilhões a trilhões de estrelas e planetas em cada galáxia , onde existem centenas de bilhões de galáxias no Universo.
E se quiséssemos destruí-lo todo ?
Recentemente, Novo livro de Stephen Hawking promovido um cenário em que o campo de Higgs - o campo responsável por dar massa de repouso a todas as partículas fundamentais do Universo - pode fazer a transição espontânea de seu estado atual metaestável para o verdadeiro estado fundamental, destruindo o Universo no processo. Parece algo que vale a pena pesquisar, não é? Vamos começar explicando como o campo de Higgs funciona.
Crédito da imagem: Matt Bridgestock / American Alpine Journal, via http://aaj.americanalpineclub.org/climbs-and-expeditions/asia/india/ladakh-zanskar/2010-thanglasgo-valley-big-rock-candy-mountain-dawa-peak-kangsaimathung-peak-2/ .
Imagine que você tem uma bola no topo de um grande pico de montanha, onde se você mover qualquer distância em qualquer direção, você vai rolar montanha abaixo. Qualquer direção em que você começar a rolar o levará para um vale, mas em algumas direções, os vales estão em altitudes mais baixas ou mais altas do que outras. A direção que sua bola começa a rolar, pelo menos para começar, é totalmente aleatória, e assim que vale em que você pousar também será aleatório. A menos que você tenha muita, muita sorte – como pousar no slot vencedor no jogo final de Plinko – você não vai acabar no vale mais baixo possível, apenas o mais baixo nas proximidades da direção que você escolheu inicialmente.
Crédito da imagem: Price is Right wiki, via http://priceisright.wikia.com/wiki/Plinko .
Há uma forte possibilidade de que o potencial que descreve o campo de Higgs se pareça muito com esta imagem montanhosa, e que o Universo que habitamos, completo com as massas de partículas que observamos, atualmente vive em um desses vales metaestáveis: um onde a elevação (a valor do potencial) é menor do que todas as regiões vizinhas, mas não necessariamente no estado geral mais baixo. Na imagem que acabamos de pintar com uma bola rolando pela encosta de uma montanha, ela permanecerá onde quer que tenha parado, porque esse é um sistema clássico. Mas o campo de Higgs – e o Universo em geral – é um sistema quântico, o que significa que há um pequeno e finito mas diferente de zero probabilidade de que, a qualquer momento, o valor do campo de Higgs em nosso Universo possa fazer um túnel quântico em um vale mais baixo e mais estável.
Crédito da imagem: recuperado de Aggeli K em BrightHub.com.
Essa é a situação que Hawking está descrevendo, e mesmo que a probabilidade de que isso ocorra seja muito, muito pequena, é possível e – se for, de fato, como nosso Universo se parece – pode literalmente acontecer a qualquer momento.
Mas é esta a situação que, de fato, descreve o nosso Universo? O que aconteceria com o nosso Universo se esse tunelamento para um estado de energia mais baixa acontecesse? Seria, de fato, destruído? Ou as mudanças que ocorrem deixariam o Universo intacto, mesmo que apenas um pouco diferente de antes?
Crédito da imagem: usuário Mclwee do wiki de física de Harvard em http://soft-matter.seas.harvard.edu/index.php/Metastable .
Em primeiro lugar, é um muito alegação contenciosa de dizer que o campo de Higgs se estabeleceu em um estado metaestável. Embora nossos melhores cálculos digam que o Higgs pode se tornar instável em energias superiores a 10^11 GeV (onde GeV é a quantidade de energia necessária para acelerar um elétron do repouso a um potencial de um bilhão de Volts), esses são baseados na massa medições de bósons como o Higgs, W-boson, bem como o quark top, que ainda têm incertezas significativas sobre eles. Dentro da incerteza de medição, o Higgs ainda pode vir a ser verdadeiramente estável , o que significa que já podemos estar na parte mais baixa do vale. Além disso, existem fortes razões para acreditar que a teoria da segurança assintótica descreve a gravidade e, portanto, prevê um valor para a massa de Higgs perfeitamente estável e consistente com o que observamos. Se este for o caso, então o Higgs não é metaestável e toda a questão é discutível.
Crédito da imagem: NASA / GSFC / Dana Berry.
Em segundo lugar, o que aconteceria se esse cenário eram verdade, e algum lugar no Universo fez a transição para um estado mais estável? Seria mais provável que não acontecesse aqui na Terra, nem mesmo em nossos colisores de partículas de alta energia, mas perto de uma supernova, hipernova, núcleo galáctico ativo ou buraco negro supermassivo. É o locais de maior energia no Universo que são muito mais propensos a sofrer essa transição quântica, onde energias de aproximadamente 10^10 GeV e acima são rotineiramente alcançadas. Para comparação, as energias mais altas alcançadas no LHC são apenas cerca de 10^4 GeV, o que significa que as chances de a transição acontecer por nós são muito menores.
Se a transição acontecesse, as leis da física mudariam instantaneamente, com propriedades como as massas das partículas, a força das interações e os tamanhos dos átomos mudando instantaneamente onde o campo de Higgs atingiu esse valor mais baixo. Além disso, o valor mais baixo do campo de Higgs começaria a dominar o Universo, com a transição se propagando para fora na velocidade da luz. Isso é bom tanto e ruim para nós. É ruim porque nunca seríamos capazes de ver isso chegando; todos os sinais observáveis do Universo não se propagam mais rápido que a velocidade da luz no vácuo e, portanto, se a transição estiver se propagando a essa velocidade, não teríamos nenhum sinal antes que estivesse em cima de nós. Mas também é bom, porque o Universo está acelerando sua expansão, o que significa que – por 97 % do Universo observável — um sinal que se propaga na velocidade da luz nunca chegará até nós. Portanto, mesmo que a transição aconteça em algum lugar do nosso Universo, é improvável que nos afete.
Crédito da imagem: NASA / ESA / STScI / W. Zheng (Johns Hopkins) e equipe CLASH.
E, finalmente, se o Universo se tornar metaestável, mas muito pouco, as mudanças nas leis da física, nos tamanhos dos átomos etc. e sondando as leis e propriedades com alta precisão - pode não destruir nada, mas simplesmente transmitir a eles propriedades ligeiramente diferentes.
Então, embora isso possa ser uma maneira possível de destruir o Universo, é muito improvável, pode não ser uma maneira possível de destruí-lo, pode nem nos afetar se acontecer, e também é algo sobre o qual não temos controle.
Crédito da imagem: C. Faucher-Giguère, A. Lidz e L. Hernquist, Science 319, 5859 (47).
Mas se você procurado para destruir o Universo, confiar no Higgs é um jogo de tolos. O dinheiro inteligente é apostar na inflação cósmica e lembrar que a única razão pela qual nosso Universo existe como existe é porque a inflação chegou ao fim. Se pudéssemos reativá-lo - se pudéssemos criar uma nova época inflacionária - a expansão ultrarrápida do Universo que se seguiria, e a energia incrivelmente intensa intrínseca ao próprio espaço, separaria não apenas as galáxias, mas os sistemas solares, as pessoas , células, moléculas e até átomos individuais.
Crédito da imagem: Wallpaper Scenic Reflections, via http://www.scenicreflections.com/media/200801/The_Big_Rip_Jigsaw_Wallpaper/ .
Então, como isso funcionaria?
A inflação era o estado que existia antes do nosso Universo ser preenchido com matéria e radiação; antes de nosso Universo estar em um estado quente, denso, de expansão e resfriamento; antes do Big Bang. Toda a energia que explodiu na matéria-e-radiação no momento do Big Bang veio de algum lugar , e a inflação nos diz que de onde veio foi da energia intrínseca ao próprio espaço. A energia intrínseca ao próprio espaço agora é muito menor, pelo menos um fator de 10^27 e possivelmente até 10^31 vezes menor do que era durante a inflação.
Crédito da imagem: via http://universe-review.ca/I15-46-vacuumenergy.jpg , dos diferentes vácuos que podem existir durante a inflação, bem como um estado inicial de alta energia.
Mas se pudermos alcançar essas energias incrivelmente altas novamente - e tenha em mente que estas são mais alto energias de longe do que qualquer fonte de energia conhecida no Universo alcança – talvez pudéssemos restaurar um estado de inflação em nosso Universo, destruindo tudo dentro dele e apertando o botão de reset cósmico.
Tudo o que precisaríamos fazer, se quiséssemos tentar, é criar colisões de energia ultra-alta com uma energia entre 10^15 e 10^19 GeV e esperar que a transição para um estado inflacionário ocorra mais uma vez. Embora isso não seja agora praticamente alcançável com a tecnologia atual, sabemos exatamente o que precisamos fazer para que isso aconteça. Veja, sabemos como acelerar pares partícula/antipartícula em direções opostas em um círculo, e sabemos que quanto maior o campo magnético e quanto maior o raio do círculo, mais rápido podemos fazer as partículas irem e quanto maior energias que podemos alcançar. O antigo Tevatron no Fermilab atingiu energias de cerca de 10^3 GeV por partícula, resultando em até 2 × 10^3 GeV liberados durante uma colisão partícula-antipartícula operando sob este princípio, e o LHC (fazendo colisões partícula-partícula) é prestes a atingir cerca de 7 × 10^3 GeV por partícula, dando-nos até 1,4 × 10^4 GeV por colisão.
Crédito da imagem: experimento ATLAS / CERN, Foto nº: 9906026_01, via http://www.atlas.ch/photos/lhc.html .
Ignorando o fenômeno da radiação síncrotron (que podemos compensar construindo um anel de raio maior de qualquer maneira), a fórmula para a energia aproximada de uma partícula é dada por uma relação incrivelmente simples: pegue a força do campo magnético máximo (em Tesla), multiplique pelo raio do anel (em quilômetros), e dividir por quatro. Essa é a energia máxima de sua partícula em GeV.
Então, se quisermos atingir 10^19 GeV por partícula, a energia aproximada de Planck, tudo o que precisamos fazer é construir uma máquina idêntica ao LHC em todos os aspectos, exceto em vez de um anel com cerca de 4,1 km de raio , precisaríamos de um que tivesse 5,9 × 10^14 km de raio. Sim, isso é muito, muito grande, mas não é impossivel grande. Não estamos falando de construir algo do tamanho do Universo, mas sim de construir algo só cerca de quatro milhões de vezes o tamanho da órbita da Terra ao redor do Sol. E isso é ser muito conservador, assumindo que são necessárias essas energias incrivelmente altas para restaurar a inflação. Isso pode acontecer com um fator de 1.000 ou até 10.000 a menos em energia, o que significa um anel muito menor. Alternativamente, poderíamos obter melhorias práticas na tecnologia de eletroímãs, reduzindo ainda mais o raio de um anel.
Crédito da imagem: ESO/J.-L. Beuzit et al./SPHERE Consortium, via http://www.eso.org/public/news/eso1417/ .
Então anime-se! Destruir todo o Universo e apertar o botão de reset cósmico não é algo que temos que esperar, e nem é algo que está totalmente fora de nosso controle. Temos a ciência hoje para fazer isso acontecer; o único desafio são os materiais, a engenharia e o dinheiro. Junte tudo isso e o fim do Universo – e o nascimento de um novo – é seu!
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