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末日随时到来:黑洞衰减将毁灭整个宇宙

作者:千亿手机版 发布时间:2020-09-21 05:22 点击:

  黑洞是宇宙最神秘的天体之一,多年研究显示黑洞拥有巨大的质量和引力,而且是一个不折不扣的“大吃货”,任何被吞噬的事物都无法从其口中脱险,甚至“光”也不行。

  那么,拥有如此巨大力量的黑洞会像吸尘器一样将宇宙一扫而空吗?微信公众账号星空天文网发文对此进行了一番描述,全文如下:

  大型强子对撞机的一大惊人成果是我们靠它发现了希格斯玻色子比预计的要略微重一点,这在我们对真空结构的理解方面至关重要。真空布满了希格斯场,并由此将质量带给粒子。

  布满希格斯场的真空被认为是希格斯势能稳定的最低点。假如希格斯玻色子略重,那么其势能就必然有可能比当前真空更低。

  也就是说,今天我们宇宙的真空是一种“伪真空”,它处在一种中间状态,而没有达到完全、彻底的稳定。这种伪真空终有一天会衰变成能量更低的“实真空”,并释放出巨大的能量,把当前紧密结合在一起的一切物质微粒全部撕裂。

  从测得的希格斯玻色子质量,以及其他能够决定其势能的参数,我们可以算出当前的真空需要多久才会发生衰减。伪真空会通过局部隧穿效应衰减成实真空,它首先会形成一个实真空泡,实真空泡将急速扩张,吞噬整个宇宙。希格斯玻色子的对称性当初被打破时,可能发生过类似事件,使我们宇宙的物质总量略高于反物质总量。

  这种隧穿效应会在我们的宇宙中持续多久,取决于实真空和我们所在的伪真空“势壁”有多高。根据测算,以及我们目前对衰减所需时间的了解,这一过程要比当前宇宙的年龄长很多个数量级。因此即使真空发生衰减,其发生的时间也远在宇宙中所有恒星耗尽燃料之后。

  最近有一篇论文,阐述了黑洞对真空稳定性的影响。论文的作者指出,通常人们对真空衰减率的预测,并没有考虑到引力场在真空衰减中起到的凝聚核作用,引力场的存在,会大大增加真空的不稳定性。他们估算了黑洞附近伪真空隧穿为实真空的可能性,结果发现比在通常情况下高出许多。真空发生衰减的时间,大致和一个黑洞蒸发殆尽所需的时间相当。

  隧穿效应在黑洞附近发生时和黑洞的质量密切相关。超大质量黑洞的视界曲度小,霍金辐射温度低,隧穿的可能性很小。但随着黑洞的质量因蒸发而不断丢失,黑洞的温度会逐渐上升,隧穿的可能性也会越来越大。如果黑洞的质量变得足够小,那么在黑洞周围,极有可能会产生一个实真空泡。这个实真空泡会急速扩张,最终吞噬整个宇宙。

  也就是说,如果某处真空衰减速度高于霍金辐射的速度,那么黑洞边缘附近的空间就会变得不稳定衰减过程将以难以置信的速度扩张到整个宇宙这种在劫难逃的灾难会发生在黑洞即将蒸发殆尽之时。

  黑洞需要蒸发多久,才能缩小到足以触发真空衰减,取决于黑洞的初始质量。黑洞越大,这个过程就越长。当今我们所知的黑洞无论是恒星级黑洞还是超大质量黑洞质量都足够大,它们还不会因为蒸发而缩小。它们的温度比宇宙微波背景还低,它们的质量不但不会丢失,反而会变大。

  根据推测,从早期宇宙的波动中产生的小型“原初”黑洞所拥有的质量是多种多样的。假如它们真的存在,那么其中的一些可能已经蒸发或者正在蒸发。人们一直期望能够看到此类黑洞蒸发的迹象,但是仍然未能找到确凿的证据。

  假如论文中的观点成立,那我们就可以知道,宇宙中到目前为止,还没有黑洞蒸发殆尽,否则的话我们早已完结。但是由于原初黑洞的质量是多种多样的,因此它们中的一些可能已经演化到了最终阶段,随时可能蒸发殆尽。也就是说,世界末日随时都可能降临。

  严格说起来,原初黑洞存在的可能性虽然不能完全排除,但这是一个推测性很强的概念。很难找到一种既能满足它们产生的条件,又不至于让它们产生得太多的理论模型。这种模型要把原初黑洞产生的条件和当今宇宙的现状连成一体。

  宇宙诞生时原初黑洞产生的条件是宇宙的密度起伏要比平均值高68%左右,但根据我们今天的观测结果,宇宙当初的密度起伏只比平均值高0.003%。更重要的是,真空衰减率的估算需要量子力学和引力理论产生关联,而这显然是一个尚未完成的任务。

  还有一种情况,也就是那些大型对撞机。虽然它们到目前为止还没有制造出任何微型黑洞,但是严格说起来,可能性是有的。

  不过对撞机制造出来的黑洞多半位于更高的维度,其真空也是如此,因此适用的理论完全不同。迷你黑洞给我们带来伤害的可能性极小,对撞机不太可能产生宇宙史上从未出现过的事件。

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