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霍金预言:找到上帝粒子意味着世界末日

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发表于 2016-1-25 12:52:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
史蒂芬.霍金跟Gordon Kane赌了一百美元,说物理学家不会发现希格斯玻色子。当物理学家在2012年发现该粒子时,霍金为这项发现表达惋惜,因为发现上帝粒子意味着世界末日,声称这个发现让物理更加无趣。现在,在霍金汇集许多文章和讲课的新书"Starmus"的前言中,这个著名的理论物理学家警告我们这个粒子有一天可能会摧毁我们已知的宇宙。霍金并不是唯一这么想的科学家。一个名为"希格斯波塞子的末日"(Higgs boson doomsday)的理论表示当一个量子波动在空间中形成一个真空的"泡泡",它会在空间中扩散,进而摧毁整个宇宙。尽管如此,科学家并不认为这件事会在短期内发生。

Joseph Lykken,一位在位于伊利诺州的费米国家加速器实验室工作的理论物理学家在赛提机构上课时表示"这件事极有可能会在10的100次方(1后面接100个零)年之后才有可能发生,所以你应该不需要卖掉的你的房子,并且要持续缴税。另一种可能性便是这件事已经发生了,那个泡泡可能正往我们袭来。但我们不会发现因为它会是以光速行动,所以不可能会有任何警讯。

希格斯波色子(Higgs boson),有时被称会上帝粒子(追求官方名称的科学家对此感到恼怒),是一种研究者长期怀疑存在的微小粒子。它的被发现强烈的支持了粒子物理学的表准模型,一个科学家相信的关于 基本物质组成是如何堆叠的理论。希格斯波塞子对于标准模型是如次的重要的原因是它的存在证明了希格斯力场(一个散布在宇宙中的隐形力场,以其质量影响其他物质)的存在。自从它在两年前被发现后,已经在物理界造成不小的风波。
当科学在去年测量出该粒子的质量后,他们可以作更多的计算,例如一个能测量出宇宙尽头的算式。
世界末日
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希格斯波色子的大约是电子的1260亿倍,或是质子的126倍。这正好是正好能维持宇宙在不稳定边缘的质量,但物理学家表示这个脆弱的平衡终究会被打破,造成宇宙的不稳定。这个结论产称了希格斯力场。
Lykken说"希格斯力场诞生于宇宙的起源,从那时候起便一直以他自行的能量存在至今。"物理学家相信它正在缓慢的变化,为了到达力场强度和能量需求的终极平衡。
来自希格斯波色子的发现地,欧洲核子研究组织的理论物理学家Gian Giudice在2013年10月的一场TED演说中表示"如同物质可以以液态及固态存在一样,充满空间-时间的物质也可能以两种型态存在。现在希格斯力场正处于它位能的最低点。


转化成另外一个型态所需要的巨型能量就好比攀上一座高山。假如希格斯力场越过了那个山头,有些物理学家认为另一端就是宇宙的毁灭。
另外还有一种不幸的量子波动,或者说是能量上的转变,可能产生"量子穿隧效应"(quantum tunneling )。Lykken说"与其爬上那座高山,量子穿隧效应有可能让希格斯力场直接穿越那座山,进到一个更低的能量低谷。这个量子波动有会在银河系间的真空区域发生,并且产生所谓的泡泡。
霍金在它的新书里是这样描述希格斯末日的"希格斯的位能有个令人担忧的地方便是当它的能量超越一千亿个十亿伏特时,它有可能会成为一个亚稳的状态。这代表宇宙有可能会遭遇一个灾难性的真空衰退。处于真空状态中的泡泡会以光速四散。这可能发生在任何时间,而我们无法预知。"

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Giudice在它的TED演讲里说到”在泡泡里的希格斯力场会比普通的力场还强,而且处于比其环境还要低的能量位阶。尽管泡泡里的力场只比普通的还要强一些,它仍然能够压缩原子,并且使原子核衰竭,另氢原子成为宇宙中唯一的存在。"

Lykken说"但是,藉由一个包含了希格斯粒子的质量的计算,研究者发现这个泡泡中的力场强度会非常的高,并且会以光速在空间-时间里四散。这个力场的散播无法阻挡,并且会摧毁已知宇宙里的一切。我们正处于宇宙可以存在很久,但他终究会毁灭的悬崖上。没有任何我们已知的原理会把我们逼到这个边界上。

并不是完全没有希望的

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Lykken说"有可能所有的时空都在这个如利刃般的边缘上处于稳定与不稳定的宇宙之间,也有可能我们的计算出了错误。如果计算是错的,那一定是在一个科学家还没发现的基本物理理论上出了错误。一种可能是暗物质的存在。暗物质是一种隐形的物质,物理学家相信它组成了27%的宇宙。研究暗物质是如和与宇宙其他物质作用有机会能让物理学家发现未知的物质和物理规则。

另外一种可能是所谓的"超对称理论"(supersymmetry)。在标准模型中,每个物质都有一个对应的反物质。但超对称理论却说所有物质还有另外一个"超对称"的物质。Lykken说"超物质的存在有可能可以帮助稳定整个宇宙。我们发现希格斯波色子,已经是一个不小的发现了,但我们仍然需要尝试去了解它的作用还有所有随之而来的疑问。"Lykken在它的课堂最后说"这很可能只是故事的开头,而我跟 你们说的不过是故事可能发展的几个方向,但我认为很有可能会有一个没有任何人想到过的意外性的发展。"

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