人类总是心存侥幸 。
真空衰变是现实中可能真实存在的降维打击 。 物理学家认为我们的宇宙有可能是不稳定的 ， 真空随时会衰变为更稳定的状态 ， 改变整个宇宙的物理学规律 。 我们以及我们所知的一切将在瞬间化为乌有 。 但最近一些科学家在弦理论的基础上进行推导 ， 发现我们似乎还有一线生机 。
主流理论认为 ， 我们的宇宙源自“宇宙大爆炸” 。 而宇宙在诞生之初 ， 经历过一系列剧烈的“相变” 。
理论上 ， 宇宙的四大基本作用力：引力、电磁力、强互作用力、弱互作用力 ， 起初是统一在一起的 ， 是一种力 。 物理学家对这种宇宙终极作用力的特征一无所知 ， 但他们知道 ， 它存在的时间不长 。
随着宇宙膨胀冷却 ， 引力首先从这种终极作用力中分离了出来 ， 随后强互作用力也分离了出来 ， 最后另外两种力也各自独立 。 以人类目前的技术能力 ， 最后两种力的分离甚至是可以还原的 。 在强大的粒子加速器里 ， 物理学家可以模拟早期宇宙的环境 ， 并用极高的能量 ， 将电磁力和弱互作用力合二为一 。
四大基本作用力分离之后 ， 宇宙开始趋于稳定 。 基本作用力各司其职 ， 基本粒子形成了原子核、原子和分子 。 然后 ， 恒星出现 ， 行星又从恒星的灰烬中诞生 。 宇宙138亿年的历史 ， 与宇宙的最初几微秒相比显得平淡无奇 。
但是宇宙的稳定可能是一种因为它的漫长而产生的假象 。 婴儿宇宙发生的每一次“相变”都彻底改变了现实的本质：旧的秩序被彻底抹去 ， 新的作用力和新的粒子出现 ， 取代了原有的一切 。 这样的事还会再次发生吗？
【真空衰变将以光速毁灭宇宙，唯一的希望在弦理论？】担忧不无道理 ， 因为科学家发现 ， 我们宇宙的真空其实是不稳定的 。
真空是否稳定 ， 与希格斯·玻色子的质量有关 。 如果真空是稳定的 ， 那么希格斯·玻色子的质量应该是零 。 但是不幸的是 ， 希格斯·玻色子有质量 ， 虽然很小 ， 但是有质量 。
希格斯·玻色子是一个伟大的发现 。 它渗透在时空的每一个角落 ， 却扮演着极其重要的角色 。 正是它的存在 ， 使许多基本粒子有了质量 。 它还区分了电磁力和弱互作用力 。 在炽热致密的宇宙最初时刻 ， 希格斯·玻色子站在幕后；而当宇宙冷却下来后 ， 它开始获得力量并将电磁力和弱互作用力一分为二 。
但是常识告诉我们 ， 宇宙应该是稳定的 。 如果要发生“相变” ， 很早以前就应该已经发生了 。 然而希格斯·玻色子的质量 ， 是一个盘旋在我们头顶的幽灵 ， 它意味着宇宙的稳定可能只是一种“亚稳态” ， 真空随时都会因为某种诱因而触发新的“相变” ， 向更稳定的状态衰变 。
把这种“相变”称为灾难甚至都是轻描淡写 。 它可以被随机点上发生的随机量子波动触发 。 而“相变”一旦开始 ， 就会像气泡一样以光速扩张 。 气泡外还是我们熟悉的宇宙；而气泡内 ， 物理学规律已经截然不同了 。
我们所知的这个世界包括我们自己的存在 ， 都有赖于自然规律的稳定 。 所以这个基本的约定一旦被打破 ， 一切都会在瞬间消失 。
这当然是一种带有高度假想性的推测 。 对于现实的本质 ， 我们目前所掌握的知识依然是欠缺的 。 尽管我们可以声称知道了电磁力和弱互作用力融合的原理 ， 但是我们依然不知道 ， 强互作用力是如何和其他作用力融合在一起的 。 而想要得到一个把引力统一在内的量子学说 ， 依然是一个梦 。
不过理论物理学家的思想风暴并不设限 。 以量子理论为基础演绎出来的“弦理论”是一个很好的畅想工具 。 尽管无法被证实 ， 弦理论依旧让很多人相信 ， 宇宙的基本结构不是粒子 ， 而是更加微小的 ， 颤动着的弦 。
在新研究中 ， 研究人员根据弦理论的一个版本 ， 认为其设想的所谓“非局部效应” ， 会将宇宙的“相变”消灭在萌芽状态 ， 进而可以让我们免于在瞬间消失 。
“非局部效应”指的是时空某处的弦 ， 能够即时影响时空别处的弦 ， 不管它们相距有多远 。 这种效应听起来有点像弦理论版的“量子纠缠” 。
研究人员认为 ， 一旦时空中出现“相变”泡 ， “非局部效应”就会倾向于使泡的边缘光滑化 ， 而这会导致泡在微观尺度上破裂消散 。
也就是说 ， 假如我们的宇宙真的处于“亚稳态”且因为某种原因发生了“相变” ， 弦理论中的这种效应会阻止“相变”扩散到整个宇宙 。
推荐阅读
- 诺贝尔物理学奖：颁发给观察到量子纠缠和创立量子信息科学的三位物理学家
- 反对！杨振宁的最后一战，制止中国花1400亿为超大对撞机买单
- 2022物理学诺奖发布，中国科学家潘建伟院士的专访，似乎有点不合时宜
- 物理学家说：宇宙不可能永恒存在，因为这不符合热力学第二定律
- 量子力学登顶，详细解读2022年物理学诺奖
- 人体结构的一个“BUG”，让人类成了早产儿，还改变了婚姻制度
- “会钓的人折竿把，不会钓的折竿尖”！您会钓鱼么？
- 2022年物理学诺奖公布，中国科学家潘建伟院士的专访，有点不合时宜
- 你们知道人类的极限寿命能到多少岁？