Categorie: Meccanica quantistica Struttura Universo
Tags: collasso Universo Higgs particelle elementari
Scritto da: Vincenzo Zappalà
Commenti:19
E se la particella di Higgs facesse collassare l’Universo? ***
Sì, siamo tutti contenti di sapere che il celebre bosone esiste e che esiste un campo a lui associato. Finalmente, sappiamo perché i corpi hanno acquisito una certa massa. Niente male, anche perché la massa ottenuta va bene un po’ a tutti, noi per primi. Tuttavia, l’esistenza del campo di Higgs dà vigore a un fenomeno “teorico” estremamente pericoloso.
L’Universo si è evoluto, soprattutto nelle prime fasi, attraverso dei cambiamenti di fase, in modo simile a ciò che capita all’acqua. Le forze sono nate in quel modo e anche la massa è stata regalata durante uno di questi momenti topici. Ne abbiamo anche parlato recentemente. E se dopo tanti miliardi di anni avvenisse un nuovo cambiamento di fase?
Potrebbe proprio dipendere dal campo di Higgs o, quanto meno, la sua esistenza gioca a favore di un certo tipo di cambiamento di fase. Ammettiamo che in una regione limitata dell’Universo, una specie di bolla, il campo di Higgs decidesse di cambiare valore. La teoria dice che non è assolutamente impossibile. Una transizione di fase, niente di più… Tuttavia, diverso valore del campo vorrebbe dire diverso valore delle masse all’interno della bolla. Basterebbe diventasse meno energetico (come previsto dalla teoria) e le masse dei malcapitati crescerebbero in modo mostruoso. Le stelle, i pianeti, i granelli di sabbia diventerebbero pesantissimi e tutto collasserebbe verso il centro della bolla.
Questa bolla viaggerebbe alla velocità della luce e si estenderebbe rapidamente al resto dell’Universo: un collasso generale e la fine di tutto. Qualcosa di simile al Big Crunch, ma in qualche modo slegato dalla velocità di espansione, dalla densità critica e cose del genere. Il fatto nuovo è che la scoperta della particella tanto famosa ha dato un aiuto non trascurabile all’intera faccenda. Senza di lei la teoria non sarebbe stata in piedi. Oggi, invece, acquista nuova consistenza. Inoltre, le tre equazioni che portavano a questo scenario sembrano lavorare molto bene assieme e hanno prodotto un aumento di probabilità alla supposta transizione di fase.
Magari è già cominciata in qualche parte dell’Universo. Se siamo fortunati all’estremità opposta o se siamo sfortunati molto più vicina. Meno male che la luce va molto piano. E meno male che sembra che l’Universo stia accelerando la sua espansione, rendendo più difficile la creazione di una bolla distruttiva.
La sicurezza di salvarsi, ossia di non avere una transizione di fase di quel genere (almeno secondo le teorie attuali) starebbe nel trovare altre particelle e non solo quelle conosciute, compresa quella di Higgs (c’entra ovviamente la super simmetria e faccende simili). L’esistenza di queste annullerebbe le condizioni di base per l’innesco della bolla. Sto parlando di selettroni, fotini e cose del genere. Potrebbe anche servire l’idea che si sta formulando e che vede il bosone di Higgs composto da particelle più piccole, i techni-quark.
Non chiedetemi di più perché mi sta girando la testa. Comunque se la forchetta con cui state mangiando vi sembrerà troppo pesante…. state in campana…. la bolla sta arrivando: blob, il campo che uccide!
19 commenti
Caro Enzo,
). Se non sbaglio, la termodinamica ci dice che "in teoria" i frammenti di un vetro rotto potrebbero spontaneamente ricomporsi nella finestra ma ci dice anche che tale evento è talmente improbabile che potremmo restare lì a guardare i pezzettini di vetro per miliardi di anni in attesa che saltino su da soli e rifacciano la finestra. Analogamente, non è che magari l'eventualità del cambio di fase del campo di Higgs sia un altro di questi eventi la cui probabilità non è matematicamente nulla ma è talmente piccola che la si può tranquillamente trascurare? La domanda ha solo lo scopo di capire se c'è veramente da preoccuparsi o se possiamo andare a letto tranquilli, perché tanto domani ci sveglieremo comunque. 
Mi rendo conto che non è l'ora e che un blog non è lo strumento ideale per discutere rigorosamente di queste faccende, però le domande (e direi i dubbi) di fronte a simili ipotesi catastrofiche, sorgono spontanee e numerose:
1) qual è la probabilità che avvenga questo cambiamento di fase del campo di Higgs?
Mi spiego meglio (in verità, ci provo e spero ottimisticamente di riuscirci
2) Esistono zone privilegiate dell'Universo dove l'evento può accadere? Il centro delle galassie? I buchi neri? La mia cucina? E poi, si potrebbe verificare contemporaneamente in più punti? Se così fosse, sì che sarebbe un bel problema, con l'Universo che verrebbe "stirato" da diversi centri di collasso!
3) Può darsi che questa sia una grandissima cavolata, però il dubbio mi è venuto: qualora si creassero queste bolle dove tutto diventa più massiccio, il continuo accrescimento di massa non dovrebbe produrre un rallentamento del tempo e quindi un rallentamento del collasso?
ero a conoscenza del "pericolo" cambiamento di fase ma lo associavo soprattutto alla densità di energia nell'universo.
Ad energie altissime tutte le forze erano unite.
Man mano che l'energia calava, pensavo, si avevano dei cambiamenti di fase in cui l'universo trovava il suo equilibrio a minor energia e, una delle conseguenze, era che le forze prima unite si separavano.
adesso però il buon bosone mi cambia rimescola le carte!
ma può anche andare a stati energetici più alti con conseguente perdita di massa e successivo big rip?
oppure siamo già al picco energetico e questo può solo diminuire?
mi ricordo un disegno che rappresentava il campo di higs ma è molto complicato, non l'ho mai capito a fondo.,,.,
Il campo di Higgs ha avuto una transizione di fase nei primissimi istanti dell'Universo.
L'età era inferiore al centesimo di miliardesimo di secondo e la temperatura era un milione di miliardi di gradi K (il centro del Sole a confronto è un freezer), fortunatamente ora la situazione è nettamente più tranquilla!
@alex
Puoi immaginare il campo di Higgs come un pendolo rovesciato.
Un campo normale lo puoi immaginare come un pendolo, che ha la più bassa energia quando è immobile e il peso punta verso il basso (sollevarlo da una parte o dall'altra ci costerebbe energia).
Nel caso dell'Higgs gli costerebbe energia rimanere in verticale, ed avere un valore nullo, quindi si sposta a destra o a sinistra ed assume un certo valore, e questo è il suo stato ad energia minima.
Perché il campo di Higgs sia "rovesciato" rispetto ad un campo normale nessuno lo sa ancora
Quindi lo spazio vuoto è riempito dal campo di Higgs, che assume valore non nullo, e le altre particelle interagendo inevitabilmente con esso acquistano massa (alcune interagiscono di più come i bosoni W e Z, altre meno come ad esempio gli elettroni).
ottimo SMA!
Tuttavia, i cambiamenti di fase possono avvenire in qualsiasi condizioni e non solo a valori estremi di certi parametri (l'acqua ce lo insegna... 0° non è un valore particolarmente anomalo...). In ogni modo, è ovvio che non si può prevedere la probabilità di tali eventi e nemmeno quali siano le condizioni al contorno perché avvengano. Di solito si capiscono (o si tendono a capire) solo dopo che sono avvenuti. Riguardo al tempo bisognerebbe studiare bene (!!!) le equazioni che regolano la faccenda. In linea di principio vi potrebbe solo essere una trasformazione di energia in massa...
io direi di stare "ragionevolmente" tranquilli ...
Prendiamo la faccenda per quello che è: un'altro sviluppo matematico di una fisica in gran parte sconosciuta... E poi ci sono sempre i fotini ad aiutarci
Forse l'unica consolazione è proprio quella che, come abbiamo spesso detto, dopo la scoperta del mitico Bosone di Higgs si apre un possibile ulteriore mondo di altre particelle e di altre meravigliose avventure. Largo quindi alla Scienza , quella (trasportando da il precedente articolo una mia risposta) dell'Homo Sapiens Microcosmicus, largo ai vari ipotetici (speriamo per poco) fotini, selettroni ecc.ecc....mariolini, enzini... scusa Enzo in questo fine anno mi sento particolarmente fantasioso, ma stai certo sempre interessato a capire ed ai tuoi sempre notevoli ed attenti articoli.
Tanti cari Auguri a te e famiglia di un Buon fine 2013 ed altrettanto Buon inizio e proseguimento del 2014, auguri estesi naturalmente a tutti gli amici frequentatori, fissi ed occasionali , dell'Infinito Teatro del Cosmo.
grazie supermago per la spiegazione sul campo di higs, me la metto subito nel mio personalissimo glossario di astrofisica!
caro Mario e tutti!!!!!
TANTISSIMI AUGURI
Probabilmente dico solo una sciocchezza colossale (non posseggo le conoscenze matematiche necessarie per rispondere alla mia stessa domanda), ma è possibile che analoghe transizioni di fase (sempre supponendo che siano possibili) siano già avvenute in passato, aumentando le masse delle galassie? E in caso affermativo, questo potrebbe spiegare l'espansione accelerata dell'universo? In altre parole, è possibile che quello che noi interpretiamo come espansione accelerata sia solo l'effetto di una minore forza di gravità nelle fasi iniziali dell'universo?
Prima della transizione di fase dell'Higgs le particelle non avevano massa e avevano tutte un raggio d'azione infinito (come i fotoni), quindi non penso che in passato siano avvenute altre transizioni di fase in quanto l'Universo non sarebbe quello che è adesso.
In seguito ad una transizione di fase potrebbe essere avvenuta l'inflazione, nei primissimi istanti dell'Universo, ma l'accelerazione dell'espansione (ammesso che ci sia davvero) dovrebbe dipendere da altri fattori (energia oscura?)
in realtà, transizioni di fase devono esserne avvenute. Come dice SMA l'inflazione può derivare da una di esse, ma anche la separazione delle forze. Avevo anche scritto un articolo a riguardo... Se la gravità fosse stata minore all'inizio, le masse cresciute avrebbero dovuto rallentare l'espansione non aumentarla. Ci vorrebbe una trasformazione di massa in energia per innescare un'espansione ...
Si Enzo, intendevo dire che sono avvenute tutte nei primissimi istanti di vita dell'Universo, quando non era ancora come lo conosciamo adesso
Scusa Enzo, domanda ritardataria e forse assurda, se i fotoni non hanno massa non hanno nulla in comune con il nostro bosone che dà massa alle particelle ? Forse ho anticipato il brindisi di mezzanotte! Auguroni di nuovo.
Mi permetto di rispondere al posto del nostro Grande Prof. Enzo, che dovrebbe essere in viaggio verso la Lunigiana
I fotoni non hanno massa in quanto non interagiscono direttamente col campo di Higgs. Solo le particelle che interagiscono con esso assumono una massa. Quale massa? Il valore del campo di Higgs nel vuoto moltiplicato per l'intensità dell'interazione tra la particella stessa e l'Higgs.
sono arrivato in Lunigiana... e ancora una volta devo ringraziare il nostro grande amico SMA per le sue puntuali risposte!
Come farei senza di lui? 
Caro SMA e caro Mario vi auguro un mondo di bene per il 2014, contento sempre più di avervi potuto conoscere (SMA anche di persona!!!) tramite le meraviglie dell'Universo e la vostra enorme passione e volontà. Mi riempite di ottimismo in un momento particolarmente buio per la razza umana...
L'abbraccio si estende a tutti i lettori, anche a quelli taciturni... L'importante è riuscire, tutti assieme, a lottare per la salvezza del pensiero umano!!!!!!!!!!!!!!
auguri Enzo e a tutti di buon anno!
Qui manca ancora qualche ora ma...auguri a tutti anche da parte mia!
Beh, dai, tutto sommato non è un quadro tanto sconfortante. Preferirei una prospattiva di questo tipo, ovvero che l'Universo morisse con un Big Crunch, per poi magari dare vita ad un nuovo Big Bang e quindi ad un nuovo Universo, con una sorta di schema a "rinnovamento ciclico" che non una prospetiva tipo Big Rip, ovvero un'espansione continua e profonda che possa portare la disgregazione della materia a livello subatomico, in una sorta di buio eterno. Sarebbe di gran lunga una fine più triste. Meglio finire col botto !!!
Un grande, grandissimo augurio per un 2014 denso di soddisfazioni a Enzo e a tutti.
