观测就能毁掉宇宙?

毁灭宇宙?

人类科学技术的发展是如此迅猛,不经意间,我们现在已经拥有了毁掉整个地球、或者至少毁掉我们自己的能力,不管是通过核武器还是通过破坏环境。科学家甚至预测,我们有能力把事情变得更加糟糕:我们可以毁掉整个宇宙!

当欧洲的大型强子对撞机(LHC)准备进行第一次粒子碰撞时,许多末日预言家就认为,这将会打开通往世界末日的大门,他们担心的是具有极高能量的质子碰撞后会产生一个怪物。爱因斯坦的广义相对论认为,在一个比原子还小的空间里,如果有足够多能量的话,那么会把时空撕裂出一个洞,即形成一个迷你黑洞,这个迷你黑洞会迅速吞噬周围的一切,这其中就包括我们自己以及整个地球,甚至整个宇宙。

欧洲核子研究组织(CERN)对LHC的安全问题进行了认真研究,在2008年宣布LHC不可能产生迷你黑洞来毁灭世界。即使在2015年,LHC的对撞能量升级到几乎是原来的两倍,但它还是不可能产生迷你黑洞。

但这并不意味着我们可以一直心存侥幸。因为LHC在2012年发现了希格斯玻色子——一种与基本粒子获得质量有关的粒子,希格斯玻色子的发现,使得一些物理学家相信,我们有能力以一种完全不同的方式毁掉整个宇宙。

观测即毁灭

早在2008年,美国物理学家劳伦斯·克劳斯等人就提出了这样一种观点,即我们对宇宙的观测就会毁灭宇宙。他们认为,这种危险的来源在于宇宙是遵循量子力学原理的。而在量子力学里,对一个系统进行观测会影响其状态。

最典型的例子就是薛定谔的猫。在这个思想实验里,一只猫被关在一个密封的盒子里,里面还有一罐毒气。这一罐毒气的打开由一个量子事件的发生来控制:一个原子的衰变。根据标准的量子力学诠释,只要这个盒子保持密封状态,原子就同时处于衰变和不衰变的状态,那么这只猫也就同时处在活和死的状态。打开这个盒子,就会使得猫的状态变为唯一的状态:要么是活的,要么是死的。也就是说,人类的观测会改变系统的状态。

克劳斯等人认为,这个规律也可以应用到整个宇宙。理论上来说,物理学家可以根据量子力学理论,用公式来描绘整个宇宙的量子状态。其量子状态可以在不同的状态之间发生变化。就像薛定谔的猫实验一样,宇宙的量子状态会受到人类观测的影响。

如果某种事物关系到整个宇宙的性质,那么对这种事物进行观测,有可能会使得整个宇宙从多种混合的状态突然变为一种确定的状态。甚至我们对某个超新星认真仔细的观测,也足以使得整个宇宙的量子状态发生变化。当然这种变化不一定意味着整个宇宙发生毁灭,也不会影响我们的日常生活。

我们处于伪真空中?

不过,还有一种可能却会引发巨大的灾难。这是因为物理学家相信,我们的宇宙处在一种伪真空之中。伪真空本质上来说就是时空处在一种不稳定的状态,宇宙的量子状态可能会缓慢地向着更为稳定的状态变化。然而,一次观测可能就会使得宇宙的量子状态突然发生变化,从处在伪真空之中变为处在真的真空之中。这样旧的宇宙会突然停止存在,所有的人类也会突然随之而去,然后再产生出一个新的更为稳定的宇宙。

我们的宇宙处在伪真空之中,这种观点开始还挺有争议,因为我们对此事还无法确定。检测办法之一是看希格斯玻色子的质量是否小于某个质量下限,如果小于,那就是处在伪真空。2012年,LHC终于找到了希格斯玻色子,其质量还真是有点小了,这意味着我们的宇宙极有可能处在伪真空之中,也许未来的某个时刻我们的宇宙就要发生巨变。

但是即使宇宙处在伪真空之中,我们也不要为此担心得无法入睡。因为这只是克劳斯的一家之言,并没有得到所有的物理学家认同,科学家们还需要对其进行更多的研究。

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