宇宙第四种死法真空衰变,真空衰变真的会毁灭宇宙吗

2022-11-26来源:未知作者: admin阅读量:

宇宙事实上并不是像我们想像的那般平稳。

哈勃太空望远镜的超太空视线里的一小片宇宙。(图片出处:NASA/ESA和哈勃)

全球迈向结束并不是由于爆发,反而是由于宇宙激发态的量子真空衰变抵达极小值。宇宙曾经历过强烈的相变,这类相变最后导致了大自然四种基本上作用力及其我们今天所知道的各种各样粒子的发生,所有的的这一切都产生在宇宙使用寿命不上一秒钟的情况下,并且从那时起它就一直很平稳,但它好像不容易始终平稳下来。

宇宙的相变

要了解宇宙的可靠性,最先我们应该谈一谈相变。相变就是指化学物质系统软件在不一样相间的互相变化,他们无时无刻不在产生。如果你烧一壶开水时,它就是从液态变为汽体,而当你制冷一样的水,它变成了一块冰。

最新奇的相变也许是产生在量子场中的相变。量子场是宇宙的基本上组成成份,每一种粒子——例如,光量子或电子器件——事实上都只是一个基本上场的部分主要表现,场像食用橄榄油泡浸着吐司面包一样浸湿了全部时光,这种场相互影响和相互交流的方法构成了存在于我们身边的力和物理学。

我们身边每一个出现都根据四种基本上作用力:作用力、弱相互作用、磁场力、强相互影响,但并不是一直都是这个样子的,在宇宙初期,这种力是统一的,因为宇宙向外澎涨并制冷,量子场在相变的情况下逐一分离出来成不一样的作用力。

最后一次相变产生在磁场力从弱相互作用中分离出去时,这类瓦解产生了这几种相互影响的媒介——光量子和W和Z二种玻色子,

此次相变产生在宇宙使用寿命乃至还没到1s的情况下,而自打这一情况后,一切都越来越十分平稳——不会有瓦解、不会再有相变,四种相互影响成就了宇宙将近数十亿年的衍变。

所有的一切看上去都十分平稳。

宇宙失衡

宇宙的可靠性难以考量,像相变这般有意思的事早已发生了超出130亿光年,130亿光年的时长十分悠长,但量子场的世界中,任何事情都是有可能发生。

希格斯玻粒子照片(图片出处:MIT技术评价)

大家探寻宇宙可靠性的最好是方法是通过希格斯玻色子的品质。希格斯玻色子是一个十分有意思的行业,它不仅仅是磁场力和弱相互作用分离出来的缘故,都是现在的四种相互影响的情况得到保持的缘故,要是没有希格斯玻色子,这四种作用力便会再次融合在一起。

在量子物理学中,一个线下的品质越多,它就会越不稳定。比如,品质很大的粒子会快速核衰变成较轻的粒子。因此,倘若希格斯粒子品质极大,则其可靠性较差,这也许终究会使之核衰变成其他成分;但倘若希格斯粒子充足轻,它很可能始终分散于宇宙当中,而宇宙里的量子场也不容置疑会一直存有下来。

专家在对希格斯粒子开展精确测量的情况下发觉,它品质使宇宙处于“真实的、肯定的稳定状态”和“哦,不,它看上去有点儿不稳定”的管理体系中间。科学家称这个情况为“亚稳态”——目前情况很平稳,但如果出了问题,有可能大幅度恶变。

探寻平稳的宇宙

宇宙中量子场显著的亚稳态让人惶恐不安。尽管相关研究说明宇宙能够不断数十亿年乃至数十万亿光年,并没有任何问题,但存在着宇宙已经开始变化的将会,只必须在宇宙的某一任意地区略微偏重一个错误的方位,就会有可能发生希格斯粒子瓦解,而不确定性的量子场找到一个新的且更平稳的构造,而该地区的“新”宇宙随后会以接近光速的速率向外散播,越过全部“旧”宇宙。

这类相变被称作“假真空衰变”,这类基础理论觉得人们所存活的宇宙是真空泵这一观念是“不正确的”——因为它并不是像我们看起来那样平稳,它有一天会核衰变成新的东西。

在我们接到一切有关相变的消息时,它就早已在发生了。

在这个新宇宙的另一边会是什么样呢?现阶段没法得出结论。也许它没有变化,一个新的量子场和旧的量子场一模一样;也可能它仅仅进行了一个轻度的调节,比如对暗能量特性或中微子品质的轻度调节;又也许,它发生了巨大的变化,变为一个充满了全新升级的相互作用力、场和粒子的宇宙——使我们熟识的性命(也有有机化学和分子)没法存有。

让我们现阶段没法百分之百明确亚稳态规范,但如同大家熟悉的,粒子物理学的数据库的特点并不完整,一个完整的数据库的特点有可能刷新人们对量子场的了解,及其“平稳-不稳定”中间的规范的明确。

BY: Paul Sutter

FY: 明里、林萍

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