研究顯示宇宙或不應存在:形成後即崩塌

  據國外媒體報道,宇宙不應該存在。至少根據一項最新研究結果是這樣。對大爆炸之後的情景進行的模擬研究顯示,宇宙應當在其形成之後的幾微秒內就會崩潰,而不應該繼續存在。

  倫敦帝國學院物理學博士,這項研究的第一作者羅伯特·霍根(Robert Hogan)表示:“在宇宙極早期,我們認為發生了一次暴漲過程,這是大爆炸之後宇宙經歷的一次極速膨脹過程。”他說:“這一過程引發強烈震盪,而如果這種震盪過了頭,那麼我們就會進入一個新的能量空間,而這將導致宇宙的崩塌。”

  物理學家們通過一個最新模型得到這一結論,這一模型可以解釋新近才被確認的希格斯-玻色子的一些性質。這種粒子被認為可以用來解釋為何物質具有質量。在宇宙誕生時留下的微弱引力波同樣支持這一觀點。很顯然,在這其中肯定還遺漏了什麼東西。

  霍根表示:“我們在這裡討論這個問題。這就意味著我們必須將我們的理論延伸出去,解釋為什麼這沒有發生。”宇宙大爆炸之後發生了什麼?

  其中一種可能的解釋是:在經歷早期的爆炸階段之後,宇宙經歷了一次迅疾的膨脹過程,也就是我們所說的暴漲。這一過程扭曲並擠壓時空,從而在時空中造成漣漪,也就是引力波,它會讓穿越宇宙的輻射發生偏振。

  儘管這些事件發生在138億年前,但設在南極的一台望遠鏡——即所謂“宇宙星系間偏振背景成像”(BICEP)近期卻仍然在宇宙微波背景輻射信號中探測到微弱的偏振信號,尤其是:他們所探測到的還是極具特徵性的偏振模式,即所謂B模(B-mode pattern)。

  引力並非在早期宇宙起作用的唯一力。另外還有一個無處不在的能量場,即所謂“希格斯場”,它瀰漫整個宇宙並賦予其中的粒子以質量。科學家們在2012年最早發現了這個場的蹤跡,當時他們找到了希格斯玻色子並確定了它的質量。

  有了對宇宙暴漲性質以及希格斯玻色子性質的更深理解之後,霍根與他的同事馬爾科姆·法爾巴恩(Malcolm Fairbairn)嘗試重現大爆炸之後經歷暴漲過程時的情形。

  他們研究的結果對於——所有東西來說,都是壞消息——新生的宇宙應當曾經在能量場中經歷過劇烈的震盪,也就是所謂“量子漲落”。這種震盪反過來可能會擾亂希格斯場,將整個體系降低到一個低得多的能量態上,最終導致整個宇宙的崩塌成為不可避免的結果。

  丟失的線索

  這麼說來,宇宙根本就不應該存在,但實際上宇宙卻是存在的。

  霍根表示:“一般的看法是認為我們的理論中一定還缺少某些我們尚未掌握的物理學,因為我們迄今都沒能發現它們。”

  對此,一種較為流行的理論是所謂的“超對稱理論”,該理論認為所有目前已知的粒子都擁有自己的超對稱粒子,並且認為更加強大的加速器或許可以發現它們。

  不過,加州理工學院物理學家,《宇宙末端的粒子:為何對希格斯玻色子的搜尋會帶領我們抵達新世界邊緣》一書的作者西恩·卡羅爾(Sean Carroll)表示,宇宙暴漲理論到目前為止還仍然僅僅是一種假設,一部分物理學家甚至還暗示此前BICEP所發現的,被認為是來自宇宙開端的原初引力波信號實際上只是星際塵埃產生的信號。假設有關宇宙暴漲的細節發生改變,那麼霍根和法爾巴恩的模型就必須做出相應的修訂。

  實際上這也已經不是物理學家們第一次提出關於希格斯玻色子可能會給宇宙帶來厄運的觀點了。此前已經有其他物理學家計算認為希格斯玻色子的質量獎最終導致宇宙的失穩,並在數十億年的時間內帶來大毀滅。

  卡羅爾表示,希格斯玻色子的質量大約是質子的126倍,這一數字幾乎正好位於臨界點上——如果它質量更小一些,那麼希格斯場將變得更加容易波動,而如果它質量更大一些,則目前的希格斯場將會變得極端穩定。

  霍根在此間於英國樸茨茅斯召開的皇家天文學會會議上報告了他的結果,有關論文則將於近期在《物理評論快報》上。




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