科學家：宇宙或許已開始解體和更新過程

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文：笛睿 編譯

哈勃望遠鏡拍到的宇宙深空景象。(NASA)

美國天體物理學家薩特（Paul Sutter）近期在space.com發表的一篇文章提出了宇宙會以一種稱為“真空衰變”（vacuum decay）的方式解體，而且宇宙有可能已經開始了其解體更新的過程。

科學家以前提出過幾種宇宙解體的可能方式，比如大撕裂、坍縮，現在一些學者比較關註“真空衰變”的方式。但是科學家設想這並不可怕，認為這種解體的過程是從宇宙中的某個點啟動，以光速擴散開來，所到之處，不僅是所有的物質解體，連時間都要解體。

到了地球這兒，人類根本沒有任何感覺已經被解體。不過，科學家認為，解體並不意味著什麼也沒有了，而是同時再造新的粒子、新的宇宙，因此更準確地說，他們描述這是宇宙的一種“相位變化”（phase transition）的過程，或者說是一種更新替代的過程。

現在科學家認為量子場是構成這個宇宙的基礎單元，並且發現可以通過希格斯玻色子（Higgs boson）的質量探查量子場的穩定性。在量子物理學上，一個粒子的質量越大，它越不穩定。大質量粒子容易衰變成輕粒子。所以，如果希格斯玻色子質量很大，它就不穩定，有一天它就會衰變成其它物質。如果希格斯玻色子質量足夠小，它存在的時間就會很久。

科學家現已測量到希格斯玻色子的質量處於“很穩定”和“看似有些不穩定”之間。科學家把這稱為“亞穩態”（metastable），意即現在是穩定的，但是一旦某些情況出現變化，它將快速衰變。

這個測量結果就能解釋物理學家在本文提出的觀點：目前宇宙的量子場可能已經開始在經歷相位的變化。怎樣的變化呢？

薩特說：“只要在宇宙任何地方出現某種細微的攪動，希格斯玻色子就開始衰變，於是基礎的量子場將自動形成一種新的、更穩定的結構。這個‘更新’後的空間將以光速在宇宙中擴展，所到之處，替換掉所有舊的宇宙空間。”

科學家給這個過程起的全名叫做“偽真空衰變”（false vacuum decay）。“偽”的意思是說這個宇宙不是“真的”真空，真的真空應該很穩定，而偽真空則有一天突然就可能出現衰變、更新。

薩特說，等到科學家探測到確鑿證據說明“相位變化”已經啟動的時候，這個宇宙早就開始更新了。

“新宇宙”是什麼樣子呢？科學家現在不知道。有可能和現在差不多；有可能裏面“暗能量”的特性有了些變化；也可能裏面中微子的特性有了變化；甚至可能完全和舊宇宙不一樣。沒人能夠預知結果。

發稿：2022年3月14日