Alle physikalischen Eigenschaften unseres Universums – tatsächlich die Tatsache, dass wir sogar innerhalb eines Universums existieren, das wir betrachten und erforschen können – sind auf Ereignisse zurückzuführen, die sich sehr früh in seiner Geschichte ereigneten. Kosmologen glauben, dass unser Universum so aussieht, wie es aussieht, dank einer schnellen Inflationsphase unmittelbar vor dem Urknall, die Schwankungen in der Vakuumenergie des Weltraums glättete und die Struktur des Kosmos selbst glättete.
Nach aktuellen Theorien hätten jedoch Wechselwirkungen zwischen dem berühmten Higgs-Boson und dem inflationären Feld den Zusammenbruch des entstehenden Universums verursacht. Das ist offensichtlich nicht passiert. Also, was ist los? Wissenschaftler haben eine neue Theorie ausgearbeitet: Es war die Schwerkraft, die (wörtlich) alles zusammenhielt.
Die Wechselwirkung zwischen der Krümmung der Raumzeit (besser bekannt als Gravitation) und dem Higgs-Feld wurde nie gut verstanden. Die Lösung des offensichtlichen Problems der hartnäckigen Existenz unseres Universums bietet jedoch eine gute Entschuldigung, um Nachforschungen anzustellen. In ein Papier veröffentlicht diese Woche in Physische Überprüfungsschreiben , zeigen Forscher der Universität Kopenhagen, der Universität Helsinki und des Imperial College London, dass selbst eine kleine Wechselwirkung zwischen Gravitation und Higgs ausgereicht hätte, um einen Kollaps des frühen Kosmos abzuwenden.
Die Forscher modifizierten die Higgs-Gleichungen, um die Wirkung der Schwerkraft, die durch Energien im UV-Maßstab erzeugt wird, einzubeziehen. Es wurde festgestellt, dass diese Korrekturen das inflationäre Vakuum bis auf einen engen Energiebereich stabilisieren, so dass die Expansion fortgesetzt wird und das Universum, wie wir es kennen, existieren…ohnedie Notwendigkeit einer neuen Physik jenseits des Standardmodells.
Diese neue Theorie basiert auf den umstrittenen Beweisen für die Inflation, die von BICEP2 Anfang dieses Sommers, daher hängt die tatsächliche Anwendbarkeit davon ab, ob sich diese Ergebnisse als echt erweisen oder nicht. Bis dahin hoffen die Forscher, ihre Arbeit mit zusätzlichen Beobachtungsstudien zu unterstützen, die Gravitationswellen aufspüren und den kosmischen Mikrowellenhintergrund tiefer untersuchen.
An dieser Stelle ist die Higgs-Schwerkraft-Wechselwirkung keine überprüfbare Hypothese, da das Graviton (das Teilchen, das alle Wechselwirkungen der Schwerkraft abwickelt) selbst noch entdeckt werden muss. Rein auf die Mathematik jedoch bietet die neue Theorie eine elegante und effiziente Lösung für das potenzielle Rätsel, warum wir überhaupt existieren.