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3670天

今天我们继续来说真空衰变。前两天说到发生真空衰变，整个世界将土崩瓦解，那么为什么就会一定如此呢？

我们知道，如果把整个物质宇宙比作是一幢大楼，那么组成这幢大楼的砖石便是各种基本粒子，而它的地基便是真空。地基的性质一旦发生显著的变化，大楼的面貌或性质必然随之改变。目前的研究认为，如果真的发生了我们所预想的真空衰变，那么至少希格斯场的值将会是现有数值的大约1亿亿倍。由于希格斯场赋予了其他基本粒子以质量，所以我们可以粗略地认为，基本粒子的质量与希格斯场的值是成比例的。也就是说，发生真空衰变时，宇宙中所有拥有质量的基本粒子，都会变得无比重，再也无法像以前那样自由运动。

在这样一个希格斯场的值极端变大的世界中，变重的电子将很难继续绕着原子核分布，同时，强作用力的影响将会变弱，而原子核中的质子和中子，正是由3个夸克在强力的作用下结合所形成的，所以中子与质子会发生衰变，释放出其中的夸克，原子核也无法维持自身的形状。由此一来，真空衰变就会导致所有的结构，在原子尺度上土崩瓦解。至于发生真空衰变后的宇宙会变成什么样，由于我们目前还不能掌握彼时宇宙中基本粒子的质量，所以目前还难以想象，但可以肯定的是，各种基本粒子之间的作用力肯定与现在截然不同，另外，由于光子原本就不受希格斯场的影响，所以它们将继续以光速前进。

说到这儿，你可能就会想起来一个说法，这个说法说的是，在宇宙诞生之初，所有的基本粒子都混杂在一个温度极高、密度极大的混沌世界中，而当时，希格斯玻色子尚未出现，生成它的基本粒子也和其他基本粒子一起，在混沌的世界中以光速运动。不过猛然间，宇宙开始了暴胀，温度开始迅速降低，由此希格斯玻色子得以生成，并同时赋予了除光子外的其他基本粒子以质量，我们的世界才得以诞生。刚才说到，如果发生真空衰变，希格斯场的值将会是现有数值的大约1亿亿倍，基本粒子的质量也会急剧增大，那么如此说来，宇宙在诞生之初是不是就已经发生了真空衰变呢？

其实并没有，前几天说过，发生真空衰变时，宇宙空间中应该会因隧穿效应，而突然出现性质与现在宇宙完全不同的空间。但迄今为止的研究表明，在宇宙初期发生的真空相变中，真空状态很可能是一点点地连续发生变化，最终才稳定成现在这个样子，并不是嗷一下的。所以，这种平稳的变化并不是真空衰变，现在在基本粒子物理学中，人们将其称为“弱电相变”。

不过，也有观点认为，如果宇宙初期发生的真空相变是真空衰变的话，就能很好地解释现在宇宙中物质的量。那么这一真空衰变会是我们昨天说到的由原初微型黑洞所引发的吗？那就不知道了。总之，在宇宙诞生之初，其所发生的相变究竟是平稳的变化，还是剧烈的衰变，目前还不得而知。

在这个小系列的最后，我们再回到最原本的问题之上，那就是真空衰变真的会发生吗？

昨天说到，在可见宇宙中，发生真空衰变并将世界吞噬的几率大约为10的554次方年一次，但这其实是个妥协的结果，实际计算的结果为10的284次方年到10的1371次方年一次，误差如此之大的原因就在于顶夸克。

迄今为止的实验结果表明，顶夸克的质量在170GeV-175GeV之间，正因为顶夸克的估算质量存在着一定的波动，所以才导致预测真空衰变发生的几率也相应的存在一定波动。质量越大，就意味着受希格斯场的影响越大，发生真空衰变的几率也就越大。所以，现在问题的关键点就落到了顶夸克之上，顶夸克说：我也不知道我一个老实本分的基本粒子，怎么就成为了决定宇宙命运的胜负手了，所以说，一个粒子的命运啊...算了。

总之，计算结果表明，只要顶夸克的质量再增大10GeV，那么发生真空衰变吞噬宇宙的几率，就会提高到几十亿年一次到100亿年一次。这个时间跨度与我们宇宙的年龄基本差不多。所以我们真应该庆幸一番，顶夸克没有那么重，如果顶夸克及希格斯玻色子的质量与现有质量稍有偏差的话，说不定宇宙早就被真空衰变所吞噬了，可见，宇宙的物理定律是建立在极其微妙的平衡之上的。

好吧不管怎样，至少我们现在还没有被真空衰变所吞噬，顶夸克的质量到底是多少，弄没弄清楚也不要紧，我们不妨悲观一点，就把它算作是175Gev，也就是发生真空衰变吞噬宇宙的概率是10的284次方年一次，甭管这个概率多小，它也是有可能发生的，所以我们现在就面临着两种可能的现状。

第一种是真空衰变已经发生，第二种是尚未发生。如果真空衰变已经发生，那么整个银河系必然在劫难逃，只是我们现在还没有发现其现身的区域，也不知道真空衰变何时可以扩展到我们这边。好在目前人们还没有发现什么异常情况，没有星系或恒星突然消失的场面。当然了，有可能的情况是，发生真空衰变的区域，距离任何一个星系都很遥远，它们还没有施展拳脚的舞台。另一方面，真空衰在不可见宇宙中可能正在发生，如果是这样的话，那么我们就不用对这个区域的真空衰变有丝毫担心，因为此处的宇宙空间正在以超光速远离我们而去，但真空衰变区域的扩展速度是无法超过光速的，所以我们可以继续做我们的春秋大梦了。当然了，不可见宇宙正在发生真空衰变，并不意味着可见宇宙就不会同时发生真空衰变，所以还是且行且珍惜吧。

第二种现状就是，不论是宇宙何处，真空衰变都没有发生。但是时间永是流驶，街市却未必永远太平，甭管几率多小，历史进程波诡云谲，假以时间的力量，如果我们的理论是正确的话，那么真空衰变就一定会发生。但问题是，我们的预言靠谱吗？未必。

事实上，无论是真空衰变，还是其发生并吞噬宇宙的几率，这些预言都是建立在粒子物理的标准模型之上。尽管几十年来，标准模型由于与各种实验结果相符而得到了广泛认可，但依然存在一些无法用标准模型解释的现象。于是，粒子物理学家们正在致力于创建一个超越标准模型理论的新理论。

在这其中，一个非常有竞争力的候补理论便是“超对称理论”，这个理论我们在前几天的节目《X粒子重置宇宙》中也提到过，超对称理论认为，标准模型中的每一种基本粒子，都存在着与之相对的“超对称粒子”。如果超对称粒子真的存在的话，那么在计算真空能量时，就必须也考虑到超对称粒子的影响。如此一来，就可能出现实际上并不存在标准模型所预言的真真空的可能性。

不过，超对称粒子的存在又会引发新的问题，那就是根据其性质，可能会发生迄今为止从未想象过的另外的真空衰变，这一观点认为，如果存在超对称粒子，即使不存在希格斯场的值增大为1亿亿倍的真真空，也可能会因为超对称粒子的质量，而存在能量低于现在真空的真真空。而至于这样的真空衰变其发生的几率有多大，由于其取决于超对称粒子的性质，所以在尚未发现超对称粒子的今天，我们还很难做出合理的预测。

除了超对称理论之外，另一个候选理论便是超弦理论，超弦理论认为，可能存在10的500次方个性质截然不同的真空，真空的性质不同，同一种基本粒子也会拥有截然不同的性质，粒子不同也就预示着不同的宇宙，甚至有可能存在着无数个宇宙，也就是说，在无垠的宇宙中，或许到处都在发生着真空衰变，现在就已经存在无数个不同的宇宙了。至于超弦理论如此说的依据何在，以及我们究竟该怎样理解，实在不知道，还是另请高明吧。

好了三天时间又水完一个话题，总之所有的关于真空衰变的一切，目前都处于假想之中，但愿我们的世界不会被真空衰变所撕裂，而当这一天到来之时，我们目前也不知道该如何幸免，甚至也不知道该如何互相安慰，只能说：或许生，本就是一场幻梦，而毁灭，是梦的破碎，抑或是梦的清醒。