虽然我们的宇宙似乎很稳定，已经存在了137亿年之久，但几项实验表明，它正处于危险之中 —— 走在非常危险的悬崖边缘。而这一切都归结于一种基本粒子的不稳定性：希格斯玻色子。

在伦敦国王学院博士后研究员吕西安·赫蒂埃（Lucien Heurtier）和他的同事们刚刚接受发表在《物理快报B》上的一项新研究中，他们表明，早期宇宙的一些模型，那些涉及被称为轻原始黑洞的物体的模型，不太可能是正确的，因为它们可能会触发希格斯玻色子，使宇宙在现在终结。

希格斯玻色子负责我们所知道的所有粒子的质量和相互作用。这是因为粒子质量是基本粒子与一个被称为希格斯场的场相互作用的结果。因为希格斯玻色子存在，我们知道这个场是存在的。

你可以把这个领域想象成一个完全静止的水浴，我们浸泡在其中。它在整个宇宙中具有相同的性质。这意味着，我们在整个宇宙中观察到相同的质量和相互作用。这种一致性，使我们能够在几千年的时间里观察和描述相同的物理现象。

但是，希格斯场不太可能处于它可能处于的最低能量状态。这意味着理论上它可以改变它的状态，在某个位置下降到更低的能量状态。然而，如果发生这种情况，它将极大地改变物理定律。

这样的变化代表了物理学家所说的相变。这就是当水变成蒸汽时所发生的事情，在这个过程中形成气泡。希格斯场的相变同样会产生低能量的空间气泡，其中的物理性质完全不同。

在这样一个气泡中，电子的质量会突然改变，它与其他粒子的相互作用也会突然改变。质子和中子 —— 它们组成原子核并由夸克组成 —— 会突然错位。从本质上讲，任何经历这种变化的人都可能无法再报告。

持续的风险

欧洲核子研究中心（Cern）的大型强子对撞机（LHC）最近对粒子质量的测量表明，这样的事件是可能发生的。但不要惊慌；这可能只会发生在我们退休后的几万亿年后。因此，在粒子物理系的走廊里，人们通常说宇宙不是不稳定的，而是“亚稳定的”，因为世界末日不会很快发生。

要形成一个气泡，希格斯场需要一个充分的理由。根据量子力学，即控制原子和粒子微观世界的理论，希格斯粒子的能量总是波动的。从统计上讲，希格斯粒子时不时地形成一个气泡是可能的（尽管可能性不大，这就是为什么要花这么多时间）。

然而，如果存在外部能量源，如强引力场或热等离子体（一种由带电粒子组成的物质），情况就不同了：磁场可以借用这些能量更容易形成气泡。

因此，尽管没有理由期望希格斯场今天会形成大量气泡，但宇宙学背景下的一个大问题是，大爆炸后不久的极端环境是否会引发这样的气泡。

然而，当宇宙非常热的时候，虽然能量可以帮助形成希格斯气泡，热效应也通过改变希格斯粒子的量子特性来稳定它。因此，这些热量不可能引发宇宙的终结，这可能就是我们还在这里的原因。

太初黑洞

然而，在我们的新研究中，我们发现有一种热源会不断地引起这种气泡（没有大爆炸后早期出现的稳定热效应）。这就是原始黑洞，一种出现在宇宙早期的黑洞，是由过于密集的时空区域坍缩而产生的。

与恒星坍缩时形成的普通黑洞不同，原始黑洞可能很小，只有一克那么轻。

这种轻黑洞的存在是许多理论模型的预测，这些模型描述了大爆炸后不久宇宙的演化。这包括一些膨胀模型，表明宇宙在大爆炸后膨胀得很大。

然而，要证明黑洞的存在需要一个很大的警告：斯蒂芬·霍金在20世纪70年代证明，根据量子力学，黑洞通过视界（即连光都无法逃逸的点）发射辐射而缓慢蒸发。

霍金指出，黑洞的行为就像宇宙中的热源，其温度与质量成反比。这意味着轻黑洞比大质量黑洞更热，蒸发得更快。

特别是，如果像许多模型所表明的那样，在早期宇宙中形成了比几千亿克还轻的原始黑洞（比月球的质量小100亿倍），那么它们现在应该已经蒸发了。

在希格斯场的存在下，这些物体的行为就像碳酸饮料中的杂质一样 —— 通过引力（由于黑洞的质量）和环境温度（由于它的霍金辐射）的影响，帮助液体形成气泡。

当太初黑洞蒸发时，它们会局部加热宇宙。它们会在热点的中间演化，这些热点可能比周围的宇宙要热得多，但仍然比典型的霍金温度要冷。通过分析计算和数值模拟的结合，我们发现，由于这些热点的存在，它们会不断地导致希格斯场产生气泡。

但我们还在这里。这意味着这样的物体极不可能曾经存在过。事实上，我们应该排除所有预测它们存在的宇宙学假设。

当然，除非我们在古代辐射或引力波中发现它们过去存在的证据。如果我们做到了，那可能会更令人兴奋。这表明我们对希格斯粒子还不了解；在蒸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。

不管怎样，很明显，在最小和最大的尺度上，我们仍然有很多关于宇宙的发现。

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