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

发布者：白色荆棘谷 2023-10-31 20:02

宇宙，从奇点爆炸中诞生，注定会有一天走向它的终结。这个宇宙的终结方式对于我们这些有限的生命来说实在难以想象。科学家们提出了各种理论，猜测着宇宙的结局，包括坍缩、热寂以及真空衰变等。这里将深入探讨宇宙的未知结局，从不同的角度去理解宇宙的命运。

1.宇宙的热寂

宇宙热寂理论认为，随着时间的推移，宇宙中的高温会逐渐向低温转移，最终导致宇宙内部的热量达到完美平衡，不再存在温差，宇宙将陷入熵的极限状态。在这种情况下，不再有新的恒星诞生，宇宙膨胀停滞，恒星相继熄灭，甚至黑洞也会因霍金辐射而蒸发殆尽。光彩夺目的宇宙将永远过去，变得单调而平静，没有了光和热量，只有无尽的黑暗。尽管这个结局令人绝望，但对于一些科学家来说，坍缩论似乎更容易接受。

2.宇宙的坍缩

我们知道，宇宙起源于奇点爆炸，它不断膨胀，抵抗内部引力的作用。随着时间的推移，宇宙内部的能量耗尽，外部扩张的力量无法抵消内部的引力，宇宙最终将坍缩回奇点。与热寂不同，这个结局更容易让人接受，因为它回归到了宇宙的创世之初。

3.真空衰变的威胁

如今有一种更加引人注目的理论，即真空衰变。与前两种结局不同，真空衰变可能随时发生。宇宙在奇点爆炸中诞生，其初期经历了一系列剧烈的相变，形成了我们所熟知的四大基本力：引力、电磁力、强互作用力和弱互作用力。这些力在宇宙诞生初期曾统一在一起，但随着宇宙膨胀和冷却，它们逐渐分离。在高能粒子加速器中，科学家模拟了早期宇宙的环境，并还原了这些力的分离过程。

在这个过程中，科学家们意识到这些力分离后宇宙进展稳定而缓慢，形成了原子核、原子，最终形成了恒星、星系和生命。但现在，研究人员发现，真空并不是真的空无一物。根据物理学的定义，只要压力小于105帕斯卡的气体空间就可以称为真空。即使剥去了物质，仍存在电磁波、光子等非物质粒子，这就是所谓的"真空能"。

宇宙的稳定性与希格斯玻色子的质量有关。希格斯玻色子的质量源自电子核夸克的基本物质，这决定了其他粒子是否具有质量。量子物理认为，质量较大的粒子更不稳定，因为它们更容易衰变成轻质粒子。因此，希格斯玻色子的质量越小，它的寿命就越长。现在的研究表明，希格斯玻色子处于一种亚稳态状态，它现在是稳定的，但在某些情况下可能会快速衰变，触发宇宙的相变。

4.真空衰变的可能性

宇宙的相变一旦开始，将以光速向外扩张，而变化后的区域将遵循不同的物理规律。这个新宇宙与我们所知的宇宙将大相径庭，一切都将被重写。这种结局不同于小行星碰撞或太阳灭绝，因为这两种情况下，人类可以逃往其他星系，而真空衰变则无处可逃。

我们不能排除宇宙的基本结构可能是一种不同于粒子的基本构建，例如弦理论中的弦。根据弦理论，使用非局部效应可以阻止宇宙的相变扩张，将其消灭在早期阶段。非局部效应类似于量子纠缠，其中时空中的一条弦可以立即影响到其他遥远的弦，而不受距离的限制。在弦理论中，时空中出现相变泡后，非局部效应会使泡的边缘变得平滑，阻止了它扩张。