Zvětšit obrázek

Proč Higgsovy bosony nezničily vesmír? Kredit: CERN.

Jak se zdá, Higgsovy bosony nedají mnoha lidem spát. Chytili je na Velkém hadronovém srážeči vůbec? Nebo jsme přišli na stopu technicoloru? Proč je Higgsův boson tak lehký? Aby toho nebylo málo, před časem se objevilo podezření, že by Higgsovy bosony během kosmologické inflace, tedy bezprostředně po vzniku vesmíru, vyvolaly naprosto zničující a všeobjímající kolaps. A to je pro nás, obyvatele tohoto vesmíru v dobrém i zlém, jak jistě uznáte, na pováženou. Ať už si o své existenci myslíme cokoliv, k tomu kolapsu před 13,8 miliardami let při kosmologické inflaci očividně nedošlo. Otázkou je, proč.

Zvětšit obrázek

Arttu Rajantie. Kredit: A. Rajantie.

Vědci se to pochopitelně snaží zjistit a nabízejí různé hypotézy. Obvykle se točí kolem toužebně očekávané exotické fyziky, která by vysvětlila vznik vesmíru bez konfliktu mezi kosmologickou inflací a Higgsovými bosony. Arttu Rajantie z Královské univerzity v Londýně a jeho kolegové ale věří, že existuje méně exotické a také jednodušší vysvětlení.

Zvětšit obrázek

Jak to bylo během inflace?

Podle jejich nové studie v časopisu Physical Review Letters spasilo mladičký vesmír zakřivení časoprostoru, tedy vlastně vliv gravitace. Rajantie a jeho tým zkoumali vzájemné působení mezi Higgsovými bosony a gravitací a brali přitom v úvahu, jak se jejich vztah mění vzhledem k energii. Nakonec dospěli k závěru, že kdyby toto působení bylo byť je malé, tak by to tehdy stabilizovalo vesmír před rozpoutáním totálního kolapsu.

Zvětšit obrázek

Vyčteme osud ranného vesmíru z dat kosmického dalekohledu Planck. Kredit: ESA & Planck Collaboration - D. Ducros.

Standardní model částicové fyziky prý zatím ještě moc nepomohl vesmír zachránit a nevysvětlil, proč tehdy při kosmologické inflaci nezanikl. Jak také více než před rokem prohlásil v rozhovoru pro OSLA Pavel Bakala z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě: „ … pokud skutečně na fundamentální úrovni věrohodně nespojíme obecnou relativitu a standardní model elementárních částic, nemáme úplnou teorii, kterou bychom mohli použít pro popis podmínek skutečně velmi raného vesmíru.“ Rajantie a spol. se to snaží změnit a pracují na posledním neobjasněném parametru Standardního modelu, totiž na vztahu mezi Higgsovým bosonem a gravitací. Tuhle interakci nejde změřit v experimentech na urychlovačích částic, ale podle Rajantieho měla zásadní vliv na stabilitu vesmíru při kosmologické inflaci. Tak trochu smutné ovšem je, že tím Rajantieho parta pohřbívá exotickou novou fyziku.

Zvětšit obrázek

Pavel Bakala, tým LOFT „Strong gravity“.

Vědci hodlají v tomto směru výzkumu pokračovat a chtějí do něj zahrnout kosmologická pozorování. Rádi by co nejvíce objasnili vztah mezi Higgsovými bosony a gravitací a pořádně vysvětlili jeho důsledek na evoluci ranného vesmíru. Především se chystají využít data ze současných i budoucích misí Evropské kosmické agentury ESA, které souvisejí s měřením reliktního mikrovlnného záření a gravitačních vln. Pak se ukáže, jestli se jim povede zachránit vesmír bez exotické fyziky.

Video: Dr Arttu Rajantie - Anisotropies in the Gravitational Wave Background from Preheating. Kredit: Faculti Media.

Literatura

Imperial College London News 18. 11. 2014, Physical Review Letters 113: 211102 (online 17. 11. 2014), Wikipedia (Higgs Boson).