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3670天

今天我們繼續來說真空衰變。前兩天說到發生真空衰變，整個世界將土崩瓦解，那麼爲什麼就會一定如此呢？

我們知道，如果把整個物質宇宙比作是一幢大樓，那麼組成這幢大樓的磚石便是各種基本粒子，而它的地基便是真空。地基的性質一旦發生顯著的變化，大樓的面貌或性質必然隨之改變。目前的研究認爲，如果真的發生了我們所預想的真空衰變，那麼至少希格斯場的值將會是現有數值的大約1億億倍。由於希格斯場賦予了其他基本粒子以質量，所以我們可以粗略地認爲，基本粒子的質量與希格斯場的值是成比例的。也就是說，發生真空衰變時，宇宙中所有擁有質量的基本粒子，都會變得無比重，再也無法像以前那樣自由運動。

在這樣一個希格斯場的值極端變大的世界中，變重的電子將很難繼續繞着原子核分佈，同時，強作用力的影響將會變弱，而原子核中的質子和中子，正是由3個夸克在強力的作用下結合所形成的，所以中子與質子會發生衰變，釋放出其中的夸克，原子核也無法維持自身的形狀。由此一來，真空衰變就會導致所有的結構，在原子尺度上土崩瓦解。至於發生真空衰變後的宇宙會變成什麼樣，由於我們目前還不能掌握彼時宇宙中基本粒子的質量，所以目前還難以想象，但可以肯定的是，各種基本粒子之間的作用力肯定與現在截然不同，另外，由於光子原本就不受希格斯場的影響，所以它們將繼續以光速前進。

說到這兒，你可能就會想起來一個說法，這個說法說的是，在宇宙誕生之初，所有的基本粒子都混雜在一個溫度極高、密度極大的混沌世界中，而當時，希格斯玻色子尚未出現，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運動。不過猛然間，宇宙開始了暴脹，溫度開始迅速降低，由此希格斯玻色子得以生成，並同時賦予了除光子外的其他基本粒子以質量，我們的世界才得以誕生。剛纔說到，如果發生真空衰變，希格斯場的值將會是現有數值的大約1億億倍，基本粒子的質量也會急劇增大，那麼如此說來，宇宙在誕生之初是不是就已經發生了真空衰變呢？

其實並沒有，前幾天說過，發生真空衰變時，宇宙空間中應該會因隧穿效應，而突然出現性質與現在宇宙完全不同的空間。但迄今爲止的研究表明，在宇宙初期發生的真空相變中，真空狀態很可能是一點點地連續發生變化，最終才穩定成現在這個樣子，並不是嗷一下的。所以，這種平穩的變化並不是真空衰變，現在在基本粒子物理學中，人們將其稱爲“弱電相變”。

不過，也有觀點認爲，如果宇宙初期發生的真空相變是真空衰變的話，就能很好地解釋現在宇宙中物質的量。那麼這一真空衰變會是我們昨天說到的由原初微型黑洞所引發的嗎？那就不知道了。總之，在宇宙誕生之初，其所發生的相變究竟是平穩的變化，還是劇烈的衰變，目前還不得而知。

在這個小系列的最後，我們再回到最原本的問題之上，那就是真空衰變真的會發生嗎？

昨天說到，在可見宇宙中，發生真空衰變並將世界吞噬的幾率大約爲10的554次方年一次，但這其實是個妥協的結果，實際計算的結果爲10的284次方年到10的1371次方年一次，誤差如此之大的原因就在於頂夸克。

迄今爲止的實驗結果表明，頂夸克的質量在170GeV-175GeV之間，正因爲頂夸克的估算質量存在着一定的波動，所以才導致預測真空衰變發生的幾率也相應的存在一定波動。質量越大，就意味着受希格斯場的影響越大，發生真空衰變的幾率也就越大。所以，現在問題的關鍵點就落到了頂夸克之上，頂夸克說：我也不知道我一個老實本分的基本粒子，怎麼就成爲了決定宇宙命運的勝負手了，所以說，一個粒子的命運啊...算了。

總之，計算結果表明，只要頂夸克的質量再增大10GeV，那麼發生真空衰變吞噬宇宙的幾率，就會提高到幾十億年一次到100億年一次。這個時間跨度與我們宇宙的年齡基本差不多。所以我們真應該慶幸一番，頂夸克沒有那麼重，如果頂夸克及希格斯玻色子的質量與現有質量稍有偏差的話，說不定宇宙早就被真空衰變所吞噬了，可見，宇宙的物理定律是建立在極其微妙的平衡之上的。

好吧不管怎樣，至少我們現在還沒有被真空衰變所吞噬，頂夸克的質量到底是多少，弄沒弄清楚也不要緊，我們不妨悲觀一點，就把它算作是175Gev，也就是發生真空衰變吞噬宇宙的概率是10的284次方年一次，甭管這個概率多小，它也是有可能發生的，所以我們現在就面臨着兩種可能的現狀。

第一種是真空衰變已經發生，第二種是尚未發生。如果真空衰變已經發生，那麼整個銀河系必然在劫難逃，只是我們現在還沒有發現其現身的區域，也不知道真空衰變何時可以擴展到我們這邊。好在目前人們還沒有發現什麼異常情況，沒有星系或恆星突然消失的場面。當然了，有可能的情況是，發生真空衰變的區域，距離任何一個星系都很遙遠，它們還沒有施展拳腳的舞臺。另一方面，真空衰在不可見宇宙中可能正在發生，如果是這樣的話，那麼我們就不用對這個區域的真空衰變有絲毫擔心，因爲此處的宇宙空間正在以超光速遠離我們而去，但真空衰變區域的擴展速度是無法超過光速的，所以我們可以繼續做我們的春秋大夢了。當然了，不可見宇宙正在發生真空衰變，並不意味着可見宇宙就不會同時發生真空衰變，所以還是且行且珍惜吧。

第二種現狀就是，不論是宇宙何處，真空衰變都沒有發生。但是時間永是流駛，街市卻未必永遠太平，甭管幾率多小，歷史進程波詭雲譎，假以時間的力量，如果我們的理論是正確的話，那麼真空衰變就一定會發生。但問題是，我們的預言靠譜嗎？未必。

事實上，無論是真空衰變，還是其發生併吞噬宇宙的幾率，這些預言都是建立在粒子物理的標準模型之上。儘管幾十年來，標準模型由於與各種實驗結果相符而得到了廣泛認可，但依然存在一些無法用標準模型解釋的現象。於是，粒子物理學家們正在致力於創建一個超越標準模型理論的新理論。

在這其中，一個非常有競爭力的候補理論便是“超對稱理論”，這個理論我們在前幾天的節目《X粒子重置宇宙》中也提到過，超對稱理論認爲，標準模型中的每一種基本粒子，都存在着與之相對的“超對稱粒子”。如果超對稱粒子真的存在的話，那麼在計算真空能量時，就必須也考慮到超對稱粒子的影響。如此一來，就可能出現實際上並不存在標準模型所預言的真真空的可能性。

不過，超對稱粒子的存在又會引發新的問題，那就是根據其性質，可能會發生迄今爲止從未想象過的另外的真空衰變，這一觀點認爲，如果存在超對稱粒子，即使不存在希格斯場的值增大爲1億億倍的真真空，也可能會因爲超對稱粒子的質量，而存在能量低於現在真空的真真空。而至於這樣的真空衰變其發生的幾率有多大，由於其取決於超對稱粒子的性質，所以在尚未發現超對稱粒子的今天，我們還很難做出合理的預測。

除了超對稱理論之外，另一個候選理論便是超弦理論，超弦理論認爲，可能存在10的500次方個性質截然不同的真空，真空的性質不同，同一種基本粒子也會擁有截然不同的性質，粒子不同也就預示着不同的宇宙，甚至有可能存在着無數個宇宙，也就是說，在無垠的宇宙中，或許到處都在發生着真空衰變，現在就已經存在無數個不同的宇宙了。至於超弦理論如此說的依據何在，以及我們究竟該怎樣理解，實在不知道，還是另請高明吧。

好了三天時間又水完一個話題，總之所有的關於真空衰變的一切，目前都處於假想之中，但願我們的世界不會被真空衰變所撕裂，而當這一天到來之時，我們目前也不知道該如何倖免，甚至也不知道該如何互相安慰，只能說：或許生，本就是一場幻夢，而毀滅，是夢的破碎，抑或是夢的清醒。