
许多俄罗斯媒体发布了引人注目的新闻,如“物理学家观测到虚假真空的崩溃”。这些新闻所描述的实际上是从未发生过的事件。为了理解这一点,我们需要先清楚什么是虚假真空。它是一种纯粹存在于量子场论中的假设状态,许多研究量子力学的人都对其存在持怀疑态度。据说,目前在我们的宇宙中已经观察到了这种状态。
虚假真空与真实真空的主要区别在于其能量水平。在虚假真空中,能量并不处于尽可能低的水平,而是处于一个次低的稳定状态。当虚假真空发生衰变时,我们宇宙中的最低能级将会发生显著变化。根据大多数相关研究,这种衰变可能导致重子物质的瞬间消失。在某些模型中,这种衰变可能不会立即摧毁所有普通物质,但足以说明我们这种类型的生命几乎不可能出现。
我们宇宙的基本能量状态与希格斯场的潜力息息相关。如果宇宙目前处于最低能量状态(这是很可能的),那么它就是真实的真空并且相当稳定。如果我们处于的是一个局部最低点(即真空能量并非最低状态),那么我们的宇宙就可能处于虚假真空状态。这种情况下,宇宙可能立即转变到真实真空状态,导致所有生命形式的终结。
换句话说,这一事件几乎肯定会瞬间毁灭地球上所有的观察者,这样的衰变即使发生,也不可能被记录下来。而且,这种事件即使有可能发生,发生的几率也是极小的。预计其最短的发生时间尺度为百亿万亿亿万亿年(10的58次方年)。与当前可观测宇宙的年龄相比,这一事件在不久的将来发生的可能性非常小。
意大利的科学家进行了一项有趣的实验,他们在铁磁超流体中制造气泡,以此模拟虚假真空的状态转变。在气泡大量产生之前,液体处于具有最小能量的亚稳态;而在气泡形成之后,则进入了一种不同但稳定的亚稳态。这个实验是在高于绝对零度的环境下进行的,并不涉及物理意义上的真空,而是在充满原子的环境中进行的。
