什么是真空衰变？真空衰变真的能以光速毁灭整个宇宙吗？

　　＂真空衰变＂（Vacuum decay）是物理学家根据量子场论推测出的一种假说，有一种观点将其解读为：如果宇宙中的某一区域出现了＂真空衰变＂，那么＂真空衰变＂就会以光速从该区域向四面八方扩散，并最终达到毁灭整个宇宙的效果。这到底是怎么回事呢？下面我们就来聊一下这个话题。
　　什么是＂真空衰变＂？
　　想要知道＂真空衰变＂到底是什么，我们需要先来了解一下＂能量最低原理＂，该原理可以简单地理解为，宇宙万物都会自发地趋向于更稳定的状态，而宇宙万物都会遵循＂能量越低就越稳定＂的规律，因此宇宙万物都会自发地趋向于能量最低的状态。
　　＂能量最低原理＂在我们身边可以说是随处可见，一个典型的例子就是，水总是会自发地从高处向低处流动，这就是因为位于低处的重力势能更低。
　　实际上，对于宇宙真空而言，＂能量最低原理＂也同样适用，也就是说，如果宇宙真空并不是处于能量最低状态，那么在一定的条件下，宇宙真空就会向更低的能量状态＂跌落＂，而这个过程就被称为＂真空衰变＂。为什么会有＂真空衰变＂这种假说呢？
　　这其实与＂希格斯玻色子＂（Higgs boson）有关，早在1964年，物理学家彼得.希格斯（Peter Higgs）就提出了＂希格斯场＂（Higgs field）的概念，他认为＂希格斯场＂是一种在宇宙空间中无处不在的量子场，当某些基本粒子与＂希格斯场＂发生相互作用时，就被赋予了质量。
　　从理论上来讲，＂希格斯场＂会产生一种被称为＂希格斯玻色子＂的微观粒子，而在2013年的时候，欧洲核子研究组织（CERN）真的在实验中发现了＂希格斯玻色子＂，彼得.希格斯提出的理论也因此而得到了证实。
　　除了给一些基本粒子赋予质量之外，＂希格斯场＂还与宇宙真空的能量状态密切相关，有意思的是，研究人员发现，＂希格斯玻色子＂的质量约为126GeV，与之相比，假如宇宙真空是处于最低能量状态的话，＂希格斯玻色子＂的质量就应该更低。
　　这就意味着，宇宙真空有可能并不是处于能量最低状态，而如果真是这样的话，那么在一定的条件下，＂真空衰变＂就会发生。那么，＂真空衰变＂真的能以光速毁灭整个宇宙吗？
　　假设宇宙真空真的是没有处于能量最低状态，那么我们就可以将其称为＂伪真空＂（False vacuum），与之对应的是，处于能量最低状态的宇宙真空，则可以称为＂真实的真空＂（Ture vacuum）。
　　研究者推测，＂伪真空＂之所以没有向能量更低的状态＂跌落＂，其实是因为有一种＂能量势垒＂的阻止作用，为方便理解，我们不妨将其想象成一个位于半山腰的铁球，尽管它存在着继续往下掉的趋势，但由于在半山腰的位置上存在着一种地势的阻挡，它就不会继续往下掉。
　　显而易见的是，假如我们用一定的力量推动这个铁球越过阻挡它的地势，它就会不可避免地继续往下掉。
　　同样的道理，如果我们向＂伪真空＂里注入足够大的能量，那么＂伪真空＂就可以突破＂能量势垒＂的阻止，进而向＂真实的真空＂＂跌落＂，于是＂真空衰变＂就发生了。
　　正如我们所知，如果一个系统向更低能量状态转变，那么该系统就会释放出能量，据此我们不难推测出，＂真空衰变＂同样也会释放出能量。根据研究者的计算，＂真空衰变＂释放出的能量其实是很大的，大到足以令其周围的＂伪真空＂也突破＂能量势垒＂。
　　在这种情况下，如果宇宙中的某一区域发生了＂真空衰变＂，那么其释放出的能量就会引发周围的空间发生＂真空衰变＂，而周围的空间发生了＂真空衰变＂，又会引发更多的空间也发生＂真空衰变＂……
　　如此一来，就形成了一种不可阻止的连锁反应，其造成的效果就是一个由＂真实的真空＂构成的球体空间在宇宙中急剧膨胀，而从理论上来讲，这个球体空间的膨胀速度，其实就是光速。
　　由于这个球体空间的＂表面＂充斥着巨大的能量，因此在其所过之处，宇宙中的众多天体都会分崩离析，更重要的是，＂真实的真空＂中的各种物理常数都会发生变化，尽管我们不知道具体会怎么变化，但几乎可以肯定的是，在＂真空衰变＂发生之后的宇宙空间中，各种物质的构造将与我们现在所看到的完全不同。
　　由此可见，＂真空衰变＂其实是会改变宇宙，而不是会毁灭宇宙。当然了，从我们人类的角度来看，＂真空衰变＂确实可以说是意味着毁灭，不过我们也不必为此感到担心，毕竟这只是一种从未经过证实的假说。
　　实际上，已知的超高能宇宙射线的能量高达3.2 x 10^20 eV，这大概是欧洲大型强子对撞机（LHC）的最大输出的3000万倍，而即使是如此高的能量，也没有引发＂真空衰变＂，这就说明了，就算上述假说是正确的，触发＂真空衰变＂的条件也非常高，以至于其发生的可能性微乎其微。
　　另一方面来讲，宇宙是处于一种持续膨胀的状态，这就会造成宇宙空间中任意两个不重叠的点都会互相远离，两个点的距离越远，这种远离的速度就会越快，当距离达到一定程度的时候，这种因为宇宙膨胀而互相远离的速度就会超过光速。
　　这就意味着，即使宇宙中某一区域因为特殊原因（比如说＂量子隧穿效应＂或者高级文明）发生了＂真空衰变＂，也不会毁灭整个宇宙，原因就是：只能以光速扩散的＂真空衰变＂，根本就＂追＂不上那些因为宇宙膨胀而以超光速远离该区域的遥远天体。
　　好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。