就去色妹妹 希格斯粒子和轻微黑洞可能会坑害了咱们的寰宇
固然咱们的寰宇似乎很结识就去色妹妹,如故存在了137亿年之久,但几项实验标明,它正处于危急之中 —— 走在非常危急的峭壁边际。而这一切都归结于一种基本粒子的不结识性:希格斯玻色子。
在伦敦国王学院博士后商讨员吕西安·赫蒂埃(Lucien Heurtier)和他的共事们刚刚给与发表在《物理快报B》上的一项新商讨中,他们标明,早期寰宇的一些模子,那些波及被称为轻原始黑洞的物体的模子,不太可能是正确的,因为它们可能会触发希格斯玻色子,使寰宇在当今消释。
希格斯玻色子认真咱们所知谈的统统粒子的质料和相互作用。这是因为粒子质料是基本粒子与一个被称为希格斯场的场相互作用的成果。因为希格斯玻色子存在,咱们知谈这个场是存在的。
你不错把这个领域思象成一个完满静止的水浴,咱们浸泡在其中。它在通盘寰宇中具有交流的性质。这意味着,咱们在通盘寰宇中不雅察到交流的质料和相互作用。这种一致性,使咱们巧合在几千年的技巧里不雅察和款式交流的物理表象。
但是,希格斯场不太可能处于它可能处于的最痴呆量景况。这意味着表面上它不错改革它的景况,在某个位置下落到更低的能量景况。关联词,要是发生这种情况,它将极地面改革物理定律。
这样的变化代表了物理学家所说的相变。这等于当水变成蒸汽时所发生的事情,在这个经过中变成气泡。希格斯场的相变不异会产生痴呆量的空间气泡,其中的物感性质完满不同。
在这样一个气泡中,电子的质料会顷刻间改革,它与其他粒子的相互作用也会顷刻间改革。质子和中子 —— 它们构成原子核并由夸克构成 —— 会顷刻间错位。从现实上讲,任何资历这种变化的东谈主都可能无法再评释。
抓续的风险
欧洲核子商讨中心(Cern)的大型强子对撞机(LHC)最近对粒子质料的测量标明,这样的事件是可能发生的。但不要惊愕;这可能只会发生在咱们退休后的几万亿年后。因此,在粒子物理系的走廊里,东谈主们时常说寰宇不是不结识的,而是“亚结识的”,因为全国末日不会很快发生。
要变成一个气泡,希格斯场需要一个充分的根由。根据量子力学,即禁止原子和粒子微不雅全国的表面,希格斯粒子的能量老是波动的。从统计上讲,希格斯粒子频频常地变成一个气泡是可能的(尽管可能性不大,这等于为什么要花这样多技巧)。
关联词,要是存在外部能量源,如强引力场或热等离子体(一种由带电粒子构成的物资),情况就不同了:磁场不错借用这些能量更容易变成气泡。
因此,尽管莫得根由盼望希格斯场今天会变成无数气泡,但寰宇学配景下的一个大问题是,大爆炸后不久的极点环境是否会激励这样的气泡。
关联词,当寰宇非常热的技巧,固然能量不错匡助变成希格斯气泡,热效应也通过改革希格斯粒子的量子特质来结识它。因此,这些热量不行能激励寰宇的消释,这可能等于咱们还在这里的原因。
元始黑洞
关联词,在咱们的新商讨中,咱们发现存一种热源会不停地引起这种气泡(莫得大爆炸后早期出现的结识热效应)。这等于原始黑洞,一种出当今寰宇早期的黑洞,是由过于密集的时空区域坍缩而产生的。
DSC第一季高清与恒星坍缩时变成的平素黑洞不同,原始黑洞可能很小,只消一克那么轻。
这种轻黑洞的存在是许多表面模子的猜度,这些模子款式了大爆炸后不久寰宇的演化。这包括一些推广模子,标明寰宇在大爆炸后推广得很大。
关联词,要解释黑洞的存在需要一个很大的申饬:斯蒂芬·霍金在20世纪70年代解释,根据量子力学,黑洞通过视界(即连光都无法逃遁的点)放射辐射而渐渐挥发。
霍金指出,黑洞的当作就像寰宇中的热源,其温度与质料成反比。这意味着轻黑洞比大质料黑洞更热,挥发得更快。
非常是,要是像许多模子所标明的那样,在早期寰宇中变成了比几千亿克还轻的原始黑洞(比月球的质料小100亿倍),那么它们当今应该如故挥发了。
在希格斯场的存鄙人,这些物体的当作就像碳酸饮料中的杂质一样 —— 通过引力(由于黑洞的质料)和环境温度(由于它的霍金辐射)的影响,匡助液体变成气泡。
当元始黑洞挥发时,它们会局部加热寰宇。它们会在热门的中间演化,这些热门可能比周围的寰宇要热得多,但仍然比典型的霍金温度要冷。通过分析蓄意和数值模拟的都集,咱们发现,由于这些热门的存在,它们会不停地导致希格斯场产不满泡。
但咱们还在这里。这意味着这样的物体极不行能也曾存在过。事实上,咱们应该摒除统统猜度它们存在的寰宇学假定。
天然,除非咱们在古代辐射或引力波中发现它们当年存在的凭证。要是咱们作念到了,那可能会更令东谈主欢叫。这标明咱们对希格斯粒子还不了解;在挥发的原始黑洞中保护它不冒泡的东西。事实上,这可能是全新的粒子或力。
不论怎样,很显然,在最小和最大的步骤上,咱们仍然有许多对于寰宇的发现。
要是一又友们可爱就去色妹妹,敬请和蔼“知新澄莹”!
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