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一個極小的真空泡就會導致宇宙崩塌,這種世界末日是怎樣的?

時空通訊
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在我過去的文章中,曾介紹過宇宙毀滅的三種可能,即大撕裂、熱寂、大坍縮,并沒有介紹這種真空衰變的毀滅方式。這種方式的毀滅,也還只是一種假想理論,是近年來才在標準粒子模型上推測出來的一種理論。

但這種毀滅對人類來說,或許永遠只是一種擔憂和等待,永遠無法證實。因為它一旦來臨,沒有任何預兆,也沒有任何恐懼和等待的時間,一切都會在瞬間湮滅,無論你在做什么,還是在吃喝拉撒,突然就消失了,宇宙會變成我們無法想象的全新樣子,而我們的宇宙就像從來也沒有存在過一樣,當然更別說人了。

所以,這才是細思極恐,但這種極端之恐永遠也沒有意義,因為一旦來臨一切都突然消失變得毫無意義,也就沒有必要極恐了。

那么何謂真空衰變,真空衰變導致的世界末日是怎樣一種存在呢?我們根據目前的科學前沿知識來試著通俗化理解一下。

科學家們經過幾百年的努力,已經從宏觀宇宙的巨大到微觀原子的深奧得到了越來越精確的了解,而且發(fā)現宏觀和微觀密不可分,世界上每一個事物,不管其有多么的宏大,包括可觀測宇宙,都是由最細小的粒子組成,且這些最細小的粒子包含著整體宇宙的性質,解剖粒子就可以得到最宇宙萬物的真諦。

如宇宙萬物的變化,都是由四種基本力控制,即引力、電磁力、強力、弱力。而這四種基本力,都能夠通過對微觀粒子的研究去理解和揭示。也就是說,粒子的變化,決定著整個世界的變化,如果粒子沒有了,世界就不存在了。

這些亞原子狀態(tài)的粒子,被稱為量子,如電子、質子、中子、夸克等等。在量子世界,有著與宏觀世界不一樣的奇異特性,如海森堡不確定性原理,也就是人們永遠無法同時精確確定一個量子的動量和位置。

這說明所有的粒子都處于永遠不停的運動中,這是世界存在的前提。粒子一旦停止了運動,這個世界也就不存在了。而粒子運動的載體就是“場”,是場對量子的激發(fā)。每一種粒子,都有自己相應的場,因此,場是比粒子更基本的物質狀態(tài)。場充滿了整個宇宙,即使真空也不例外。但在真空中,場都是“基態(tài)場”,也就是能量狀態(tài)最低的場。

但研究發(fā)現,希格斯場卻是個例外。

希格斯玻色子被稱為“上帝粒子”,因為它能夠給其他粒子賦予質量,有了質量,這個世界才能夠出現和存在。這種粒子于1964年由彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒等在內的6位物理學家最早預言存在,2012年被歐洲大型強子對撞機的實驗證明其真實存在。

但在進一步研究中發(fā)現,希格斯玻色子的質量最佳測定值約為125.11GeV,并在此基礎上計算出了希格斯場的能量曲線,由此有了一個驚人的發(fā)現:宇宙中的希格斯場能量狀態(tài)并未處于該曲線的最低點。

可能許多朋友會問,這有什么驚人的,為什么場就必須在能量曲線的最低點呢?在高點或中點不行嗎?答案是還真不行。因為我們的世界之所以穩(wěn)定,就是因為所有的事物,包括組成這些事物的粒子,最終都會從高能態(tài)掉落到低能態(tài),所有的粒子都是在低能態(tài)才會是最穩(wěn)定的狀態(tài)。

這有點像我們將一個小球放在斜坡上,它不可能在斜坡上穩(wěn)定的停留,因為其具備的勢能高于斜坡底部的勢能,就會自發(fā)的趨向于滾落到斜坡的底部。世界萬物都是一樣,在一個高點的東西如果沒有支撐,都會向下掉落。

而希格斯場是宇宙基本粒子的最基本場,遍布宇宙每個角落,是支撐宇宙存在的最基本物質狀態(tài),如果處于不穩(wěn)定狀態(tài),終有一天會發(fā)生垮塌,其后果不敢想象。物理學家們根據這個發(fā)現,認為現在的宇宙真空并不是處于能量的最低狀態(tài),因此并非真正的真空,而是“偽真空”。

既然如此,偽真空就具備了向真正的“真真空”躍遷(高能態(tài)向低能態(tài)發(fā)射)的趨勢,這個過程就叫真空衰變。而現在為什么沒有發(fā)生這種真空衰變呢?科學家們推測,或許有某種能量勢壘阻止了這種衰變。這有點像向坡滾落的球被某種障礙物卡住了,于是這個球暫時處于某種安全狀態(tài),科學家們把它稱為“亞穩(wěn)定狀態(tài)”。

由此,這個理論認為我們宇宙就處于這樣一種“亞穩(wěn)定狀態(tài)”,亞穩(wěn)定當然不是穩(wěn)定,不知道哪一天這種亞穩(wěn)定就被破壞了。要啟動這種破壞的就是某種能量,就像有一根棍子打擊被卡在坡上的那個球,將其打出卡著的狀態(tài),它就會瞬間滾到坡下,重新穩(wěn)定下來。

而真空衰變并非需要大面積突然發(fā)生,研究證明,只要在這廣袤的宇宙某個角落,被某種強大能量激發(fā)出一個比針尖還小許多倍的真正的真空泡,這個小泡泡的體積只需要有質子的一百億分之一,也就是約一萬億分之一毫米半徑,真空衰變的連鎖反應就會發(fā)生。

真空衰變的躍遷過程會爆發(fā)高能量,這種能量大到足以令其周圍的“偽真空”也突破“能量勢壘”而發(fā)生真空衰變,這樣就形成連鎖反應。因此真空衰變一旦開始就無法停止,最終擴散到整個宇宙,是任何力量都無法阻止的宇宙頂級災難,

別看宇宙很大,可觀測范圍有930億光年,真空衰變起始于一個極小極小的泡泡,最終也會最終將宇宙吞噬。因為真空衰變的連鎖反應會越來越快,很快達到光速,以光速向周邊擴散??赡苡腥藭J為,即便以光速擴散,要吞噬掉930億光年直徑的整個宇宙也需要930億年。而人類才存在幾百萬年,過了930億年如果還存在,都活得不耐煩了。

但正是光速擴散這種速度,才是最令人恐懼或最令人不恐懼的地方。此話怎講呢?

真空衰變是任何力量無法阻止的頂級宇宙災難,因此即便知道這種情況正在發(fā)生,也只能“眼睜睜”看著其毀滅一切,因此令人恐懼;但這個“眼睜睜”只是形容一下,人們或許永遠也看不到,也感受不到真空衰變的過程,一旦來到就糊里糊涂消失了,所以,這又是令人不恐懼的地方。

這是因為人類看到和感受到一切都是通過光(電磁作用力)這個工具來實現的,包括看得見的可見光和看不見的無線電、紅外線、紫外線、X射線、γ射線,沒有光,就什么都看不到也感受不到。

這樣,我們看到億萬光年的天體物質,就是這些天體物質發(fā)出的光或反射的光經過億萬年的時間才傳送到我們眼前,我們看到多遠的事物,這些事物就是多少時間以前的樣子。比如太陽距離我們約1.5億公里,光速每秒約30萬公里,陽光射到我們這里需要8分多鐘,這樣我們看到的太陽就永遠是8分多鐘前的樣子;同理,我們看到100億光年距離的星系,就是100億年前的樣子。

既然真空衰變是以光速傳播,因此我們將永遠看不到衰變的過程,即便這個泡泡不斷擴散,擴散了930億光年。因為其衰變之光與其擴散速度是一樣的,會同時傳遞到我們這里。也就是說,等我們能看到真空衰變光爆樣子時,真空衰變已經到達并吞沒了我們,所有的粒子都重組了,包括組成我們人類的粒子,蛻變成了我們無法認知的其他粒子,這時還能夠看到或感受到衰變過程嗎?

所以,我們不要以為即便出現真空衰變也還有幾百億年的時間給我們,因為我們永遠無法看到真空衰變,即使這個衰變的泡泡就在我們眼前或者擴散到距離我們不遠了,我們看到的宇宙還是過去傳過來的影像,沒有一點感覺。

我們可以想象,如果這個衰變的泡泡或者已經擴散的范圍距離我們只有一光天,也就是約259億公里的地方,這個地方差不多在旅行者一號飛了47年即將到達的距離,是在太陽系外圍的柯伊伯帶,旅行者一號傳回的信息我們照樣接收,感受不到任何異常,但到了明天,我們就將和這個宇宙一道永遠消失,沒有一點感覺。

所以,真空衰變這種宇宙頂級災難會來得非常突然,來的沒有任何感覺,人類和這個世界的一切都沒有機會留下任何遺囑,也不會留下任何痕跡。

那么,這種災難真的存在嗎,就像達摩利斯之劍那樣一直懸在人類頭頂嗎?對此,科學界尚有許多爭論。首先,我們的世界是不是存在于所謂“偽真空”中,尚無定論;即便真的存在于“偽真空”中,要突破維持現狀的能量勢壘需要極高的能量。

迄今為止,人類已知的最大能量是超高能宇宙射線,能量高達3.2*10^20eV,這個能量是歐洲大型強子對撞機最大輸出功率的3000萬倍,也無法引發(fā)比前面所說“泡泡”更小的真空衰變,由此可以認為,即便真空衰變理論是正確的,發(fā)生的可能性也微乎其微。有科學家經過計算,這種可能性約為10的554次方年才發(fā)生一次,而我們宇宙年齡才138億年。

那么,我們只是虛驚一場嗎?并非如此。量子力學理論認為,“偽真空”也能在能量不足的情況下突破能量勢壘而引發(fā)真空衰變,這就是通過“量子隧穿”效應,但科學家們認為,這種概率也是極小極小的。

由此,我認為是在沒必要擔憂真空衰變的世界末日,因為其概率實在太小了,而且即便真空衰變明天就會來到,也沒什么可恐懼的,該吃吃該喝喝,因為我們不會感覺到它的到來,且一旦到來世界大同,所有事物都從粒子層面變成我們無法認知的新世界,有錢人沒錢人有權人沒權人貴人瓜民都一樣了,不要贏只要平,這不正是許多人的愿景嗎?哈哈......

時空通訊原創(chuàng)文章,請尊重作者版權,感謝理解支持。

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