¿Es posible la nucleación de burbujas de vacío falsas en nuestro universo?

1. Si su teoría predice que vivimos en un falso vacío y que existen estados de menor energía (p. ej., verdadero vacío), entonces es posible que una región del espacio genere una burbuja de verdadero vacío.

Editar: me perdí lo que estabas preguntando. Siempre que el vacío al que estamos haciendo un túnel sea más bajo, entonces sí, debería ser posible hacer un túnel al estado de menor energía.

En cuanto a la nucleación y expansión de burbujas, hay algunas cosas a tener en cuenta:

2a.) Hay burbujas subcríticas y burbujas críticas. Una burbuja nucleada tendrá un término de empuje hacia afuera (volumen) y un término de empuje hacia adentro (tensión superficial). Recuerda que el área aumenta a medida que$R^2$y el volumen aumenta a medida que$R^3$. Hay un radio crítico donde el término de volumen de empuje hacia afuera cancela exactamente el término de superficie de empuje hacia adentro. Si nuclea espontáneamente una burbuja subcrítica (p. ej.$R_{bubble}<R_{crit}$), el término de tensión superficial gana y la burbuja colapsará (por ejemplo, el universo fuera de la burbuja permanecerá en el estado de falso vacío). Por otro lado, si el radio de la burbuja nucleada es mayor que el radio crítico, entonces la burbuja podrá expandirse debido a que el término de volumen supera al término de tensión superficial.

2b.) En su mayor parte, la pared de la burbuja se mueve hacia afuera a la velocidad de la luz (aunque imagino que podría ser posible inventar una teoría en la que este no sea el caso, pero no puedo pensar en una). Sin embargo, si la burbuja está nucleada en un fluido (por ejemplo, cuando el universo primitivo estaba dominado por la radiación), la radiación puede actuar como un término de viscosidad que ralentiza la pared de la burbuja. (Aunque a medida que la radiación se diluye con la expansión del universo, la pared de la burbuja eventualmente se expandirá a la velocidad de la luz).

2c.) Si actualmente vivimos en un falso vacío, el futuro del universo dependerá de la tasa de nucleación de burbujas. Si la tasa de nucleación de burbujas es lo suficientemente grande, eventualmente todos los lugares del universo harán la transición al verdadero vacío. Si la tasa de nucleación de la burbuja es muy pequeña (en comparación con la expansión del universo), entonces habrá algunos parches de verdadero vacío aquí y allá, pero la expansión asegurará que la mayor parte del espacio esté en el estado de falso vacío. En ambos escenarios, cada ubicación en el universo eventualmente terminará en un verdadero vacío (como$t\rightarrow\infty$), pero el$\%$del volumen total del universo en el vacío verdadero depende de la tasa de nucleación.

Si hay otro punto metaestable por debajo de la energía en la que vive nuestro universo pero por encima del verdadero nivel de vacío, entonces sí (una buena descripción en la página 3 aquí ). La información dentro viajaría a la velocidad de la luz y cualquier fotón que pueda haber dentro, pero no estoy seguro de si podría experimentar un período inflacionario o no.