希格斯玻色子證明:宇宙不該存在?
2020-11-30 網易科技
我們誰都不該存在。就連整個世界、所有星球和星系也都不該存在。根據最近的一份宇宙學研究，整個宇宙當初剛一誕生就該瞬間湮滅。
倫敦國王學院（King s College London）的英國宇宙學家最近發表研究稱，2012年探測到的希格斯玻色子與近期的天文學觀測顯示，按照標準模型（Standard Model），「大爆炸」後產生的宇宙不到一秒就會毀滅。
按照現有理論，宇宙在「大爆炸」之後誕生，隨後便經歷了短期的急速膨脹階段（即暴脹期）。如今的宇宙仍在繼續膨脹，只不過膨脹速度在天文學意義上較為緩慢。在暴脹期內，物質被以指數速度向各個方向甩出，將所到之處的時空（spacetime）撕裂成高能量的引力波。
這個理論解釋了宇宙的一系列特性，包括為何宇宙在各個方向都顯得相同（各向同性）、為何宇宙空間如此平坦（平坦性）以及為何宇宙微波背景輻射會如此均勻分布（同質均勻性）。雖然科學家並不完全理解整個暴脹過程，但他們仍然可以照此預測宇宙何以有如今的面貌。
在英國皇家天文學會（Royal Astronomical Society）的全國天文學會議（National Astronomy Meeting）上，倫敦國王學院的羅伯特·霍根（Robert Hogan）概述了他的研究。該研究將最近的天文學觀測和大型強子對撞機（Large Hadron Collider）的緊湊 子線圈（CMS）和超環面儀器（ATLAS）實驗所探測到的微粒性質相結合，最終得出了「我們本不應存在」這個令人略感不安的結論。
今年3月，科學家們使用其中一臺宇宙泛星系偏振背景成像2代（BICEP2）望遠鏡的觀察，宣布他們的觀測結果印證了宇宙暴脹對當前宇宙影響的理論預測。他們宣稱捕捉到了引力波在宇宙微波背景輻射中留下的微弱信號，即B模偏振。
該結果一經發布便引發了爭議，而且尚未得到宇宙學家的一致認可，但一旦得到證明，它便可佐證暴脹理論，並大步推進科學界對宇宙的認識。
倫敦國王學院的團隊探究了這些結果，將其中的數據與從希格斯玻色子身上收集到的粒子物理學信息相結合，分析了BICEP2的觀測結果對於宇宙穩定性的意味。
對希格斯玻色子的測算使物理學家得以證明，我們的宇宙坐落在一個「希格斯場」的能量低谷中，而這個場隸屬於使粒子獲得質量的機制。但理論上這個場中還有一個更深的深谷，一個大型能量屏障的存在使我們的宇宙不至於跌入其中。
BICEP2觀測結果的問題在於，他們預測，暴脹時期的宇宙受到了大震動，若真如此，這應該會在不到一秒的時間內將其推入希格斯場中的另一個能量深谷，導致整個新生宇宙在一場「大擠壓」中坍縮。
「這種理論預測是不可接受的，若真是如此，我們就不會在這裡討論這個問題了。」領導該研究的倫敦國王學院博士生霍根如是說。
有一種可能是，BICEP2的發現其實是我們自己星系中附近的塵埃產生的類似偏振效果，研究人員們也在研究中承認了這種可能性。
如果BICEP2 結論沒有錯誤，那麼為什麼我們仍然得以存在並在這裡疑惑宇宙起源呢？唯一的解釋就是還有其他有待科學家發現的過程在上演。
「如果BICEP2的結果得到證明，那就告訴我們，除了標準模型之外還有新的更加有趣的粒子物理學存在。」霍根說。
譯 丁盈幸 校 徐笑音
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