宇宙末日:宇宙最多還可存在100億年

　　美國《生活科學》網站報導，近日研究人員表示，如果已知最重的基本粒子，頂夸克，比之前預想的更重，那麼宇宙可能在未來100億年後終結。如果頂夸克並沒有比目前進行的實驗預測的更重，那麼宇宙可能面臨一個更加奇特的命運：無實體的大腦，幾乎所有的東西都將隨機物質化的存在。

 

 

　　組成原子核的質子和中子是由基本的粒子，也就是夸克粒子組成。質子和中子是由最輕最穩定的夸克粒子組成：上夸克和下夸克。最重且最不穩定的夸克粒子是頂夸克，目前的實驗顯示它比質子重184倍。

　　

　　微觀氣泡

　　

　　現在，理論物理學家發現如果頂夸克比現在預測的要更重，那麼瀰漫在真空區的能量有朝一日可能會動搖。「如果真空變得不穩定，我們全部都將死亡。」 研究人員、美國加州理工的理論物理學家肖恩·卡洛爾（Sean Carroll）這樣說道。

　　

　　首先，微觀氣泡將出現並影響希格斯場，後者遍及整個空間並賦予粒子，例如電子和夸克質量。然而，這些太空的小氣泡會導致希格斯場的能量比現在更低。「這些氣泡非常罕見，但一旦它們出現，便會以光速膨脹擴張。」卡洛爾說道。

　　

　　如果一個微觀氣泡撞擊地球，那麼所有依賴希格斯場的粒子的質量都將忽然改變。「我們所知的物理和化學將變得非常不同，並且可以肯定的是，沒有生物能夠存活下來。」

　　

　　這些氣泡可能每隔200億年出現，相比之下，宇宙只有138億年歷史，這意味著宇宙可能只有100億年左右的時間存在。這些氣泡可能會以更快的速度物質化——可能在明天或者未來幾年——雖然這種概率非常低，卡洛爾和他的同事、加州理工學院的金伯利·博迪(Kimberly Boddy)說道。

　　

　　無實體大腦

　　

　　如果宇宙的未來不是被頂夸克所決定，那麼它可能會面臨一個更加怪異的命運：被所謂的波爾茲曼大腦所主宰。原則上來說，一屋子的猴子隨機敲打打字機上的鍵盤，最終將產生一套完整的莎士比亞作品。的確如此，任何隨機事件，不管聽起來如何不可能，只要有足夠的時間最終都可能發生。

　　

　　另一個聽起來極其不可能的可能性便是任何人或者每個人都可能隨機的開始存在一整套完整記憶，僅僅利用一團原子——這個觀點是由奧地利物理學家路德維希·玻爾茲曼(Ludwig Boltzmann)提出的。他甚至提出宇宙裡所有智能思想都可能成為無實體的大腦，擁有一整套完整的記憶，而後者是從混亂波動產生的，而非從相對有秩序的過去以傳統方式進化而成。如果每個人的思想都不可信，那麼一個人可能永遠無法推斷他的宇宙模型是否可行。

　　

　　宇宙不僅在膨脹，而且它的膨脹速率明顯在加速，這很可能是由瀰漫在真空的能量驅動的。原則上來說，這種版本的宇宙可能會永久存在，足夠溫暖以驅趕創造波爾茲曼大腦的隨機波動。

　　

　　

　　然而，如果頂夸克質量足夠大，能夠潛在的主宰所有的生命，那麼真空的能量將非常低以至於無法避免波爾茲曼大腦這個令人不安的概念。「我們並非在爭辯波爾茲曼大腦存在，而是在試圖避免它們。」

　　

　　為了「引導快速的宇宙末日並避免波爾茲曼大腦的威脅，」頂夸克的質量必須保持在1780億電子伏左右，也就是質子質量的188倍，卡洛爾說道。這大約比目前對頂夸克質量的估計，也即1730億電子伏，重3%。「但這個測量仍存在不確定性，頂夸克可能比我們預想的重幾十億電子伏。」

　　

　　隨著世界上最大最強大的粒子加速器——大型強子對撞機收集更多的數據，研究人員將獲得對頂夸克的質量以及潛在的宇宙未來的命運更好的理解。「將實驗的某些測量與宇宙未來的某些猜測聯繫在一起是非常有趣的。」