@ 2021.11.28 , 00:07

勾连希格斯玻色子与宇宙学常数的理论:为何我们的宇宙万物存在

从物理学上讲,我们宇宙的结构极其精妙。讲道理,如果宇宙常数稍稍变化,我们所知道的生命--以及行星、原子和其他一切事物--都不会存在。

现在,来自美国、法国和韩国的三位物理学家提出了一个新的解释,试图说明为什么生命、宇宙和其中的一切都存在的原因。

由于某些原因,能量--或者更准确地说,它所等同的质量--和宇宙的加速膨胀是如此平衡,在过去130亿年左右的时间里,有充分的机会让一些有趣的故事情节展开。

压倒性的引力都会把时空的膨胀粘在一起,比一口太妃糖还要黏稠..要是引力偏弱,快速膨胀的宇宙会在其身后留下过于稀薄的物质独自神伤。

这种明显的近乎完美的平衡可能是一种叫做 "微调" 的东西的结果,这是物理学中的一个过程,在过程中,一个系统的特征必然与之匹配或抵消,而且高度精确。如果不是这样,这个系统就不会看起来像现在这样。

例如,我们的宇宙碰巧是带中性电的。由于某种原因,恰好有近乎相同数量的质子来抵消每个电子的电荷;多加几个电子,它就会变成负电荷,迫使物质团块自我推开。

另一方面,这可能是所谓的 "自然性" 的结果。例如,月球在日食期间对太阳近乎完美的遮挡,并不是由天文学的硬性法则决定的。月球和太阳的大小,不需要任何进一步的解释就能理解。

物理学家在观察宇宙时,一般不喜欢求助于模糊的巧合。如果一个系统的两个特征看起来非常匹配,就会有强烈的愿望去挖掘规则,以获得更深刻的解释。

对于电子和质子来说,解决方案可能来自于对物质与反物质的不平衡。

就宇宙令人难以置信的能量反映和膨胀而言,不乏聪明和创造性的想法可供咀嚼。然而,大多数人的倾向分为两类。

一个是围绕着一个叫做 "人择原理 "的东西,它说只有能够产生像我们这样有思维的大脑的宇宙才能提出诸如 "我为什么在这里" 这样的哲学问题?

但这可能意味着还有其他宇宙。也许有无穷无尽的数量,大多数要么在诞生的那一刻就崩溃了,要么在无尽的无聊中爆炸了。我们的世界恰好是其中一个好的世界。虽然思考起来很有趣,但在没有办法确定多重宇宙存在,这并不是一个能够产生科学成果的命题。

至于第二类,我们有可能缺失了物理学的某些关键部分,当我们补全规则,或许就可以看出宇宙存在的必然性。

希格斯玻色子--代表赋予许多基本粒子质量的场的粒子--的静止质量原来出乎意料地轻,这一事实可能表明我们对力和粒子的理解存在着差距。

它本身是另一个微调难题的结果,是其他物理学的奇怪的精确抵消的结果。例如,希格斯玻色子的质量和宇宙学常数--空间真空中的能量密度--之间似乎存在某种神秘的微调。

开头提到的最新建议将希格斯玻色子令人震惊的微小质量背后的未知物理学想法与一种量子多重宇宙效应混为一谈,且可以进行测试。

他们的模型将希格斯粒子置于微调解释的中心。通过将玻色子与其他粒子耦合,其低质量将有效地 "触发" 我们观察到的物理学事件,它提供了力与质量之间的联系。

从那里,作者展示了一个场中的弱相互作用变量如何影响不同种类的空空间,特别是具有不同程度膨胀的虚无斑块。这可能证明了希格斯玻色子和宇宙学常数之间的联系。

这在某种程度上是一个多元宇宙,因为发生在无限膨胀空间的不同斑块中的触发器可以合理地产生一个像我们这样的看似平衡的宇宙。

他们的计算表明,这些触发器将限于几种可能性,甚至为暗物质的解释提供了空间。更好的是,它还预测存在多个不同质量的希格斯粒子,它们都比我们已经观察到的那个希格斯粒子小。这至少给了这个假说一些可以验证的东西。

在那之前,它仍然是巧妙猜想之一,这些想法或许会角逐出一个最终赢家,向我们解释我们开始有点喜欢的地方,即我们的宇宙,为何存在。

这项研究发表在《物理评论D》上。

https://www.sciencealert.com/we-could-have-a-new-way-to-explain-why-our-universe-is-as-finely-tuned-for-life-as-it-is

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