我们是怎么死的?宇宙的4种终极命运( 三 )


暗能量的存在意味着宇宙的终极命运并非由其内部所含的“充填物”来决定 。 相反, 暗能量控制了宇宙的前途, 它让宇宙不断加速膨胀 。 面对这样的情况, “大塌缩” 的前景已经变得非常不可能 。 但这也并不意味着“大冻结”是无法避免的 。 这其中还存在着其他的可能性 。 其中的一项理论并非源自宇宙学研究领域, 而是来自亚原 子粒子研究领域 。
美国作家库尔特·冯内古特(Kurt Vonnegut)在其经典科幻小说《猫的摇篮》(Cat's Cradle)一书中设想了一种新的水冰形式, 叫做“冰-9”(ice-nine), 它的凝结温度不是0摄氏度, 而是46摄氏度 。 当一颗“冰-9”晶体被丢进一杯水里, 这颗晶体周围的水分子便立即开始转变为与“冰-9”相同的结构, 因为前者的结构拥有更低的能级 。
随后这些新形成的“冰-9”分子又开始对其周围的其他水分子产生同样的作用——在一瞬间, 失控的链式反应已经将整杯水全部变为“冰-9”成分——它也可以瞬间将整个地球上所有海洋中的水体全部变成“冰-9” 。
同样的情况在现实中使用正常的冰和正常的水也会发生 。 如果你使用非常纯净的水, 将其倒入一只非常干净的玻璃杯中, 然后将其降温到刚好低于零度的水平 。 此时杯 中的水体将处于过冷却状态:尽管水温已经跌破凝结温度, 但水体依旧保持液态 。 这是由于水体非常纯净, 杯子内壁也非常光滑, 完全没有瑕疵, 冰无法找到开始凝 结的地点 。 但如果此时你将一颗小冰粒扔进杯子里, 这杯水就将迅速凝固——就像“冰-9”产生的效应那样 。
这里讨论的“冰-9”和过冷却水当然不会对宇宙的命运产生什么影响 。 但空间之中可能会上演相似的情形 。
量子物理学原理指出, 即便在完全的真空之中实际上也存在非常少量的能量 。 但可能还存在另外一种类型的真空, 其所包含的能量更低 。 如果这一想法正确, 那么我们的整个宇宙就像是那一杯处于过冷却状态的水 。 它一直存在着, 直到有一颗能级更低的“小冰晶”出现 。
幸运的是, 我们目前还尚未观测到这类“小冰晶”存在的迹象 。 但同时不幸的是, 量子物理学同时也指出, 如果一种更低能级的真空状态是可能的, 那么这种真空将无法避免的在某个时刻, 于宇宙的某处出现 。
如果发生了这种情况, 就像一颗“冰-9” 被丢进了宇宙这杯水里——新的, 能级更低的真空将会把其周围“旧的真空”转变为与它一样的“新的真空” 。 这颗“小冰晶”造成的影响将以接近光速的速度扩散 开来, 因此我们将永远无法预见到它的到来(有没有让你想到大刘《三体》里的二维化?) 。 一旦转变完成, 一切都将变得极为不同 。
一些基本粒子, 如电子与夸克的性质将变得完全不同, 从而彻底改写化学定律, 甚至可能导致原子无法形成 。 在这一“大转变”中, 人类, 行星, 甚至是恒星本身都将被彻底摧毁 。 在一篇发表于1980年的论文中, 物理学家悉尼·科尔曼(Sidney Coleman)和弗兰克·卢西亚(Frank de Luccia)将这一前景称为“终极生态灾难”(the ultimate ecological catastrophe) 。
更为雪上加霜的是, 在“大转变”之后, 暗能量的表现形式可能将变得有所不同 。 与此前导致宇宙不断加速膨胀不同, 此时的暗能量可能将转而导致宇宙不断收缩, 并最终迎来“大塌缩” 。

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