史蒂芬霍金警告:「上帝粒子」可以剷除整個宇宙!

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史蒂芬.霍金跟Gordon Kane賭了一百美元,說物理學家不會發現希格斯玻色子。當物理學家在2012年發現該粒子時,霍金為這項發現表達惋惜,聲稱這個發現讓物理更加無趣。現在,在霍金匯集許多文章和講課的新書"Starmus"的前言中,這個著名的理論物理學家警告我們這個粒子有一天可能會摧毀我們已知的宇宙。霍金並不是唯一這麼想的科學家。一個名為"希格斯波塞子的末日"(Higgs boson doomsday)的理論表示當一個量子波動在空間中形成一個真空的"泡泡",它會在空間中擴散,進而摧毀整個宇宙。盡管如此,科學家並不認為這件事會在短期內發生。

Joseph Lykken,一位在位於伊利諾州的費米國家加速器實驗室工作的理論物理學家在賽提機構上課時表示"這件事極有可能會在10的100次方(1後面接100個零)年之後才有可能發生,所以你應該不需要賣掉的你的房子,並且要持續繳稅。另一種可能性便是這件事已經發生了,那個泡泡可能正往我們襲來。但我們不會發現因為它會是以光速行動,所以不可能會有任何警訊。

希格斯波色子(Higgs boson),有時被稱會上帝粒子(追求官方名稱的科學家對此感到惱怒),是一種研究者長期懷疑存在的微小粒子。它的被發現強烈的支持了粒子物理學的表準模型,一個科學家相信的關於基本物質組成是如何堆疊的理論。希格斯波塞子對於標準模型是如次的重要的原因是它的存在證明了希格斯力場(一個散佈在宇宙中的隱形力場,以其質量影響其他物質)的存在。自從它在兩年前被發現後,已經在物理界造成不小的風波。

當科學在去年測量出該粒子的質量後,他們可以作更多的計算,例如一個能測量出宇宙盡頭的算式。

宇宙末日

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希格斯波色子的大約是電子的1260億倍,或是質子的126倍。這正好是正好能維持宇宙在不穩定邊緣的質量,但物理學家表示這個脆弱的平衡終究會被打破,造成宇宙的不穩定。這個結論產稱了希格斯力場。

Lykken說"希格斯力場誕生於宇宙的起源,從那時候起便一直以他自行的能量存在至今。"物理學家相信它正在緩慢的變化,為了到達力場強度和能量需求的終極平衡。

來自希格斯波色子的發現地,歐洲核子研究組織的理論物理學家Gian Giudice在2013年10月的一場TED演說中表示"如同物質可以以液態及固態存在一樣,充滿空間-時間的物質也可能以兩種型態存在。現在希格斯力場正處於它位能的最低點。

轉化成另外一個型態所需要的巨型能量就好比攀上一座高山。假如希格斯力場越過了那個山頭,有些物理學家認為另一端就是宇宙的毀滅。

另外還有一種不幸的量子波動,或者說是能量上的轉變,可能產生"量子穿隧效應"(quantum tunneling)。Lykken說"與其爬上那座高山,量子穿隧效應有可能讓希格斯力場直接穿越那座山,進到一個更低的能量低谷。這個量子波動有會在銀河系間的真空區域發生,並且產生所謂的泡泡。

霍金在它的新書裡是這樣描述希格斯末日的"希格斯的位能有個令人擔憂的地方便是當它的能量超越一千億個十億伏特時,它有可能會成為一個亞穩的狀態。這代表宇宙有可能會遭遇一個災難性的真空衰退。處於真空狀態中的泡泡會以光速四散。這可能發生在任何時間,而我們無法預知。"

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Giudice在它的TED演講裡說到”在泡泡裡的希格斯力場會比普通的力場還強,而且處於比其環境還要低的能量位階。盡管泡泡裡的力場只比普通的還要強一些,它仍然能夠壓縮原子,並且使原子核衰竭,另氫原子成為宇宙中唯一的存在。"

Lykken說"但是,藉由一個包含了希格斯粒子的質量的計算,研究者發現這個泡泡中的力場強度會非常的高,並且會以光速在空間-時間裡四散。這個力場的散播無法阻擋,並且會摧毀已知宇宙裡的一切。我們正處於宇宙可以存在很久,但他終究會毀滅的懸崖上。沒有任何我們已知的原理會把我們逼到這個邊界上。

並不是完全沒有希望的

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Lykken說"有可能所有的時空都在這個如利刃般的邊緣上處於穩定與不穩定的宇宙之間,也有可能我們的計算出了錯誤。如果計算是錯的,那一定是在一個科學家還沒發現的基本物理理論上出了錯誤。一種可能是暗物質的存在。暗物質是一種隱形的物質,物理學家相信它組成了27%的宇宙。研究暗物質是如和與宇宙其他物質作用有機會能讓物理學家發現未知的物質和物理規則。

另外一種可能是所謂的"超對稱理論"(supersymmetry)。在標準模型中,每個物質都有一個對應的反物質。但超對稱理論卻說所有物質還有另外一個"超對稱"的物質。Lykken說"超物質的存在有可能可以幫助穩定整個宇宙。我們發現希格斯波色子,已經是一個不小的發現了,但我們仍然需要嘗試去了解它的作用還有所有隨之而來的疑問。"Lykken在它的課堂最後說"這很可能只是故事的開頭,而我跟你們說的不過是故事可能發展的幾個方向,但我認為很有可能會有一個沒有任何人想到過的意外性的發展。"

來源: Livescience