真空衰变,真正的宇宙级灾难,它究竟会有多可怕?

姗姗说脑洞科普 2024-06-03 18:55:41

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人类在地球上只是一粒尘埃,地球在宇宙中连尘埃都算不上。近年来,地震、海啸等等一系列的自然灾害越发频繁,已经让人类害怕不已,然而这些灾难离真正的宇宙级灾难,还相差十万八千里。

物理学家曾根据量子场论推算出了一种宇宙中可能会发生的现象,这种现象被称之为真正的宇宙级灾难——真空衰变。一旦发生,所有物质结构都会瞬间崩溃。

要想搞清楚真空衰变具体是怎么回事,先要了解一下量子场论:

众所周知,宇宙是真空的,由粒子构成,任何粒子都是场的能量激发,每一个粒子也都有自己所对应的场,这些场充满了整个宇宙,即使是在宇宙真空的情况下也不例外,只不过在真空情况下,这些场都是“基态场”,也就是能量状态最低的场。然而,“希格斯场”却与众不同。

真空衰败的理论由来

1964年,物理学家彼得·希格斯提出一套观点,他认为“希格斯场”在宇宙中无处不在,当其他基本粒子和它相互作用时,就会被其赋予质量。到了2012年,这一套观点,被欧洲核子研究中心通过“希格斯场”产生“希格斯玻色子”的实验,验证了这一观点的正确性。

值得一提的是,在实验中,物理学家对“希格斯玻色子”的质量进行了测定,得出最佳测定值约为125.18GeV,随后结合了标准模型中最重基本粒子的质量,计算出了“希格斯场”的能量曲线,没想到处于宇宙真空中的“希格斯场”,竟然不在该曲线的能量最低点。

这一结论立马引发了物理学家们空前的关注,这意味着“希格斯玻色子”目前处在亚稳定状态,同时也意味着目前宇宙居然处在伪真空状态,由此物理学家提出又一观点:宇宙中很可能会发生真空衰变。

真空衰败有多可怕

举个例子:

通常情况下,将一个小球放在斜坡上,此时小球所具备的势能会让它从斜坡的顶端向底部滑动,这一现象是触发了“能量最低原理”。

能量最低原理指的是,宇宙中任何的物理系统都会自发性的趋于更稳定的状态,能量越低,稳定性就越强,这就是为什么努力起来很费劲,而躺下不动的感觉很好的原因了。

但是大家要注意了,能量最低原理是有时间轴的,物理系统是缓缓的、渐渐的趋于更稳定的状态,但是在真空衰败的情况下,会变成瞬间的、一秒即达的状态。砰的一声一切瓦解!

真空衰败的概率有多大

物理学家们认为,有某种“能量势垒”一直在阻止真空衰败发生。

目前的宇宙状态可以理解为小球被某种神秘的力量卡住了,因此没有迅速的从顶端滑落到顶端,因此物理学家才会发现“希格斯波色子”处于亚稳定状态。然而究竟是什么原因到底小球被卡住,答案至今还未找到。

可以肯定的是,如果往“伪真空”里被注入了足够多的能量,那它就能突破“能量势垒”,真空衰变也会由此而发生。当宇宙的某一处发生了真空衰变后,其他的地方也会产生一系列的连锁反应,无边无际的宇宙或许在一秒内就彻底消失了。

令人恐惧的是,这一切产生速度之快,会让人类根本无法感受到真空衰变的到来,或许就是正准备张嘴吃饭的这一秒,又或许是在刷视频的下一秒。毕竟,从相对论的角度来说,没有任何信息的传递速度能超过光速了。

那么问题来了,足够多的能量会来自哪里,何时会来,都是未知数,所以我们根本无法预估真空衰败的概率有多大。既然一切未知,那就活好当下,快活一秒是一秒,你说对吗?

▲我是姗姗,目标40岁退休的江南女子。关注我,就是在增长自己的知识点,提升自己的学习力!愿在这个混沌的世界里,遇见纯粹的你,坚持梦想的你,持续充电的你,共观这大千世界里的无限美景!

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