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宇宙会以怎样出人意料的方式彻底毁灭?

如果我们的宇宙带有自毁按钮来自行终结,十分简洁高效的。每一个物理的东西,会消失的一干二净。生命永远不可能的再产生,这样的终极的生态灾难就是真空衰减。

图一

为了解释我们的宇宙如何可以自我毁灭,我们需要了解两个原则: 一能量水平。物理学核心思想是,任何事物都有一个能量水平。级别越高,物理系统中的能量就越多,木材,例如,具有较高的能量水平。它可以被烧毁,该过程释放存储在其分子键里的化学能,并把它转化成热量。与之前的木材相比,剩下的灰烬就处于较低的能量水平。

图二

二、稳定。我们的宇宙万物都有趋向基态的趋势,基态是完全稳定的状态。万物在这一状态都会尽可能地保持最少的能量。例如,一个在上山坡上的球是不稳定的,并有大量的潜在能量。被干扰是,它就会滚下山谷并在这一过程中损失潜在能量,球现在就处于稳定的基态中,它将保持这样,我们的宇宙万物都遵循这两个原则。如果事物有很多能量,它就是不稳定,它会尝试摆脱现状,成为稳定的基态,这是每一个真正的系统,即使在怪异的量子力学世界,如果我们目前的物理学的理解是正确的,那么就可以从量子场得到宇宙的属性。

它们说明了粒子的特性以及粒子之间如何互动,就像宇宙中的一切,它们希望待在最低能量水平,这就是所谓的真空状态。这和真空空间没有任何关系,这只是因为科学家不擅长命名事物,所以就这么个名字。然后我们说这些场达到了它们的真·真空状态,但可能有个列外,这个可能就是希格斯场,虽然不稳定,但出于亚稳状态,用奇特一点的话来说就是它假装是稳定的,但实际上不是,这就是一个假真空状态。

图三

希格斯场负责赋予粒子以质量,这几乎主导了万物在宇宙中相互作用的规则,如果希格斯场是一个假的真空状态的话,会发生什么呢?想想我们在山谷里的球:球是希格斯场,这个山谷对希格斯场来说可能不是最低能量状态,可能还有它想的更深的山谷。这意味着,希格斯场有很多潜在的能量,等待被释放,希格斯场可能是像一小根木头。

但它躺在汽油中,等着烧了整个宇宙,一个随机的火花,比如量子隧穿,就可以释放这些潜在能量的希格斯场。这可能发生在任何时间,并且没有任何预警,如果在空间中的任何地点,这个所谓的真空衰减开始,那就没有回头路可走了,由于希格斯场冲向较低的能量水平,它会释放巨大的潜在能量。这种能量推动它周围空间里的希格斯场突破障碍。

这使得更多的潜在能量被释放出来,新的稳定希格斯场的球,或者叫真·真空,会向周围以光速扩展,想象一下,它就像一个汽油的海洋,有宇宙那么大,全着火了,这个球体被一个能量球壳包围,吞噬着一切它接触到的东西,被它碰到的任何东西都会化为乌有,这个泡沫将继续永远增长。消灭途中遇到的一切,没有办法来予以预警,因为它是如此之快,但反正也没有什么可以做的。

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