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宇宙并不稳定?科学家:真空衰变随时可能发生,进而毁灭宇宙

科学探索宇宙观察2023-06-10

万物都有始有终,宇宙在奇点爆炸中诞生,也有一天会走向毁灭。

只不过宇宙对于人类来说过于波澜壮阔,我们实在很难想象这样的宇宙会通过什么样的方式消逝,一些科学家提出了相应的理论,认为宇宙的结局要么坍缩要么热寂,处于熵增的极限。

这时的宇宙不再有新的恒星诞生,空间也不再扩张。恒星接二连三的毁灭,留下的中子星和白矮星也会在时间中逐渐熄灭,就连宇宙中的幽灵“黑洞”也会因霍金辐射缓慢蒸发,直至完全消失。

热闹和闪耀的宇宙已经成为了过去,这里现在单调而平静,其中的能量就是气球变大的动力,不过与气球不同的是,宇宙自身具有向内的万有引力。

随着能量的消耗,终有一天向外的扩张力会无法抵抗向内的万有引力,这种力的存在时间并不长。

随着宇宙逐渐膨胀冷却,引力首先从统一的力中分离了出来,强互作用力紧随其后,另外两种力也慢慢各自独立,科学家在现在的粒子加速器中可以通过粒子的碰撞,模拟出早期宇宙的环境。

在这种极高的能量下,宇宙之后的138亿年竟显得有些枯燥无味。

不过宇宙的稳定似乎只是一种假象,最初宇宙的每次“相变”都抹去原有的秩序,建立新的作用力和出现新的粒子,取代原有一切,我们不能肯定这种事不会再次发生,因为科学家发现,真空其实并不稳定。

真空并非真的空无一物。在物理学的定义中,只要压强远小于105帕的气态空间都可以称为真空,真的没有任何物质的空间在宇宙中是不存在的,即便把实体都去掉,空间中依然又电磁波和光子等非物质粒子,把它们也去除后,空间仍残余着某些能量,也就是说其他粒子在希格斯玻色子场形成惯性,然后才能具有质量,构筑大千世界,希格斯玻色子无处不在。
摘自: www.ws46.com

量子物理学认为,一个粒子的质量越大,它就越不稳定,因为大质量粒子容易衰变成氢粒子,所以如果希格斯玻色子的质量很小,而世界和人类的存在都依赖于稳定的自然规律,这个原则被打破后,一切都会消失。

这种灾难不同于小行星撞地球或是太阳熄灭,因为前两者都可以乘坐宇宙飞船逃到其他星系,而真空衰变无处可逃。

不过这样的理论是建立在宇宙基本结构是粒子的基础上,假如宇宙的基本结构是一个个更微小颤动着的弦,一切都会截然不同。

在新研究中,研究人员认为在弦理论下,可以利用非局部效应把宇宙的相变消灭在萌芽状态,避免之后无法控制的扩张,非局部效应它听起来有点像量子纠缠,指的是时空的某处弦,可以即时的影响其他的弦,不管它们相距有多远。

在弦理论下,一旦时空中出现相变泡,非局部效应就会使泡的边缘趋于光滑,导致泡在微观尺度上破裂消散。

也就是说即便宇宙中的某处突然开始了相变,弦理论的这种效应也会阻止它威胁全宇宙,不过即便真的开始了相变,而弦理论又是错误的,我们也不用担心。

因为宇宙是如此之大,只要我们足够远,可能等人类灭绝了,衰变也没有到达太阳系。

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