也许在明天,也许在数十亿年之后,宇宙学家作出了一个长期的预测,宇宙在某个时刻将要发生“惊天动地”的大坍塌,宇宙的大坍塌和宇宙的大膨胀刚好相反,所有的宇宙物质在大收缩过程中被压缩为一个微小球体。丹麦大学的物理学家通过理论计算证实了宇宙的“大收缩理论”,计算结果表现了奇异的特性,宇宙大坍塌的发生比科学家之前预想的可能性更大,宇宙大收缩必然发生,只是发生时间的早晚问题。宇宙中不同的力系出现了急剧变化,时空中的每一个粒子会变得极为沉重,从地球上的每一粒沙粒到太阳系内的每一个行星,从每一个小的恒星系到每一个大的星系,所有的宇宙物质都将比目前的质量高出了数十亿到数千万亿倍。

毁灭性的宇宙灾难似乎毋庸置疑,在趋向无限引力的作用下,从恒星到星系的一切宇宙物质都将被压缩成一个微小、超热和超重的球体,人们目前观测和认识到的宇宙状态将不复存在。宇宙“狂飙突进”的转换方式被物理学家称为“相变”,物理运动的相变与诸如:水变为蒸汽、磁铁在加热时失去磁性的现象十分相似。在宇宙膨胀的过程中,可能创造出了分裂的“宇宙泡泡”,希格斯粒子的作用产生了希格斯场,当希格斯场的强度达到一个特定的值时,宇宙可能发生物理学家定义的相变。希格斯粒子有低的能量时,宇宙泡泡将会足够大,宇宙泡泡或宇宙的种子将从时空的所有方向以光速膨胀。

所有基本粒子在宇宙泡泡内提高了自身的质量,宇宙泡泡内的粒子质量超过了宇宙泡泡外的粒子质量,宇宙泡泡内的所有基本粒子在引力的共同作用下将会形成一个超大质量的中心点。南丹麦大学的宇宙学、粒子物理学与现象学研究中心(CP3)的博士研究生简斯·弗雷德里克·科尔丁·克罗格和同事进行了合作研究,他们在《高能物理学杂志》发表了一项宇宙学的研究成果。很多的理论模型和计算成果预测了宇宙演变中的相变,但在以往的计算中有些不确定性的因素,丹麦大学的科学家经过了更为精确的计算,宇宙发生塌陷的可能性超过了过去的预测。

宇宙的相变将从某个时空点开始,逐渐向外扩展,宇宙大塌缩可能已经从某个未知点出现,大塌陷发生在宇宙十分遥远的时空点,与我们的地球相距数十亿光年,科学家很难发现正在发生的宇宙大塌陷。克罗格和同事归纳了三个主要的数学方程式,这是他们预测宇宙相变的基础。有一个所谓的贝塔函数,以贝塔函数为基础,科学家确定了诸如:光子和电子、希格斯玻色子和夸克相互作用的强度,三个数学方程式有相互协调和共同作用的关联性,物理学家应用了联立的数学方程式,预测了宇宙大收缩的可能,宇宙大坍塌是宇宙相变的结果。

相变理论适用于预测宇宙大坍塌得可能,构成了宇宙大坍塌理论或宇宙大挤压理论的基础,宇宙大坍塌理论与宇宙大爆炸理论保持了逻辑的一致。大爆炸理论成功地解释了宇宙的形成,时空的“奇点”在量子涨落作用下产生了大膨胀,所有奇点的物质和能量向外喷发,产生了宇宙极早期的“暴涨”,从一个微小的时空点扩张到一个宏大的时空区域,今日宇宙仍处于加速膨胀的过程,没有任何停止扩张的迹象,但宇宙的膨胀不会无限制地进行下去,在某个停止的时刻,宇宙从大膨胀转变为大收缩,所有的宇宙物质和能量在引力的作用下将重新收缩,宏大的宇宙时空终将融合成一个微小的时空点。

科学家将宇宙重新收缩的过程称为“大坍缩”,最近的天文观测显示,我们所在的宇宙正在加速膨胀,目前没有能支持宇宙大坍缩学说的观测证据,宇宙大坍塌理论以遥远的时间为指针。丹麦大学的科学家以新的计算方式预测了宇宙大坍塌的可能,他们的预测与过去的预测相比增加了发生的可能性,但宇宙大坍塌的发生与相变产生的条件有关。物质由基本粒子组成,其中包括了希格斯粒子,一旦发现未曾发现的宇宙基本粒子,宇宙产生相变的先决条件将完全不同,相变的理论基础随之消失,宇宙大坍塌的发生可能不复存在,科学家的预测就不能成立。

最近几年,物理学家努力发现新的粒子,希格斯粒子是其中最好的发现成果,高能物理学家还在寻找新的粒子。有些物理学家认为希格斯粒子不是基本粒子,希格斯粒子可能由更小的粒子构成,他们将更小的粒子称为“技术夸克”,希格斯粒子可能由更小的“技术夸克”组成。超对称理论在粒子搜索中有独特而强大的功能,“对称粒子”可能隐藏在宇宙的某个地方,等待着科学家的发现,超对称粒子是所有粒子的伙伴或搭档,比如:电子有电子的“伙伴”或selectron;光子有光子的“伙伴”或fortino等。

(编译:2021-12-16)