物理實驗可能吞噬整個宇宙？

英國皇家天文學家馬丁·里斯爵士(Martin Rees)在他的新書「關於未來」(On the Future)中發出了一條黑暗的警告。在評估人類面臨的各種威脅時，他將注意力轉向了旨在探索自然規律的粒子加速器實驗。他寫道：「一些物理學家提出了這樣一種可能性，即這些實驗可能會做更糟糕的事情--毀滅地球，甚至毀滅整個宇宙。」

在里斯描述的一種當前或未來的情況下，在加速器內撞擊的粒子可能釋放出一些「奇怪的物質」，使地球收縮成一個直徑300英尺的球體。在另一個實驗中，這些實驗可能創造出一個微小的黑洞，從內部無情地蠶食我們的星球。在里斯描述的最極端的情況下，物理災難可能導致空間本身衰變成一種新的形式，從這裡到最遠的恆星都會被抹去。

里斯承認，這些世界末日事件不太可能發生，但「考慮到利害關係，它們不應被忽視。」他發出警報是對的嗎？風險到底有多嚴重？

長期以來的擔憂

里斯遵循了一個長期的傳統，告誡說現代技術可能會導致災難。在1945年第一顆原子彈的測試中，物理學家阿瑟·康普頓擔心爆炸可能會點燃地球的大氣層。1969年，當阿波羅11號宇航員從月球返回時，NASA對他們進行了隔離，以防他們攜帶致命的太空疾病。

2008年，一位名叫沃爾特·瓦格納(Walter Wagner)的退休核安全官員提起訴訟，阻止大型強子對撞機(LHC)的運行。大型強子對撞機是位於瑞士和法國邊境的粒子加速器。他列舉了與里斯所列類似的擔憂。美國第九巡迴法院駁回了這一案件，裁定「對未來傷害的投機恐懼並不構成傷害」。

一個物理學家小組已經評估了2003年發生災難性事故的可能性，他們在2008年又回到了這個問題上。兩次他們都發現風險無關緊要。「大型強子對撞機肯定是安全的。」運行對撞機的歐洲核子研究中心(CERN)的發言人阿諾德·馬索利爾(Arnod Marsollier)說，「每天都有宇宙射線（來自外層空間的亞原子粒子），其能量遠遠高於我們用對撞機所能產生的能量。我們只是在實驗室里做一些在自然界中，包括在我們頭頂上的大氣中，經常發生的事情。「

馬索利爾的意思是，作為一種安慰，但它導致了一種相關的恐懼：如果我們人類無法摧毀自己，那麼自然物理災難會代替這個工作嗎？

1984年，兩位物理學家在不經意間引發了這樣的焦慮，他們發表了一項理論，即普通物質如果受到足夠的能量和壓力，就可以變成一種被他們稱為「奇異物質」的新物質。根據它的性質，奇異物質可能會改變它所接觸到的一切，消滅我們所知道的世界。

德國海德堡理論研究所的物理學家安德烈亞斯·鮑斯維恩(Andreas Bauswein)對奇異物質的概念非常感興趣，他正在積極尋找這種物質。不過，即使他找到了令人信服的證據，他也不認為奇異物質會構成多大威脅。地球已經存在了數十億年，暴露在來自宇宙射線的高能粒子中。

鮑斯維恩認為，最有可能發現奇異物質的地方不是在這個世界上，而是在被稱為中子星的超高密度恆星屍體上。這些天體上的條件可能會極端到足以把它們變成「奇異恆星」。鮑斯維恩說，如果兩顆奇怪的恆星發生碰撞，由此產生的爆炸將具有獨特的外觀。

愛因斯坦望遠鏡，一個引力波觀測站，可以揭示這一奇怪理論是否有任何的基礎。「這將準確地提供敏感性，以說明是否合併涉及奇異物質。」鮑斯維恩說。幸運的是，在靠近地球的任何地方都沒有潛在的奇異恆星，所以我們應該很好地避免了傷害。

結論：奇異物質不會殺死我們，但它可能闡明物質的本質。

黑洞造成的死亡似乎比奇異物質造成的死亡更有可能發生，因為黑洞是真實存在的這一事實已經得到了很好的證實。離地球最近的黑洞距離地球不到3000光年，幾乎不比你晚上看到的一些恆星更遠。里斯描述的那種微型黑洞則是另一回事。現在，他們只是一個猜測的問題。

從2001年開始，布朗大學的物理學家格雷戈·蘭斯伯格（Greg Landsberg）提出理論，大型強子對撞機可能會產生這樣的微型黑洞。儘管聽起來有些反常，但他實際上是希望這樣的事情發生。「最初的想法是，這樣一個黑洞將很快蒸發。」他說。其結果將是一個獨特的粒子爆炸，可以提供關於引力的獨特信息，以及它與其他自然力的關係。

令蘭斯伯格失望的是，大型強子對撞機沒有發現微型黑洞的跡象。他表示：「最有可能的是，預測它們在大型強子對撞機(LHC)範圍內的模型，在本質上根本沒有實現。」但他又補充了一個警告：也可以想像微型黑洞確實存在，但我們不知道如何探測到它們。

看不見的微型黑洞可能在周圍漂浮的想法似乎令人不安，但蘭斯伯格也對任何擔憂不屑一顧。他說：「如果這樣的碰撞有可能創造出一個壽命足夠長的黑洞，在它周圍聚集物質，我們就會在宇宙中看到比我們觀察到的多得多的黑洞。」

陷入宇宙崩潰。

與真空的崩潰相比，奇異物質和黑洞算不了什麼，真空的崩潰不僅會摧毀我們的星球，還會摧毀我們所知道的物理定律--最終的世界末日。北卡羅萊納州立大學的物理學家凱蒂·麥克（Katie Mack）將其描述為「一種快速、乾淨、高效的毀滅宇宙的方法」。

這個想法是這樣的：空的空間並不是真正的空，而是充滿了與定義宇宙的場和粒子相關的能量。麥克解釋說，如果這種能量存在於不穩定狀態(稱為「虛假真空」)，那麼它可能突然轉變成另一種形式。

真空坍塌就像冬夜的湖面結冰。這種轉變將從一個地方開始，直到一切都被凍結，只有在虛假真空的情況下，傳播的東西才不會是冰，而是一種體現新的物理定律的新型空間。理論認為，一旦真空在某個地方開始崩潰，擾動就會向四周擴散，摧毀它所接觸到的一切。

就像奇異恆星和黑洞一樣，真空中的任何崩潰都可能是人類無法控制的。馬克說：「我們還沒有發現任何機制可以讓粒子實驗達到這樣的極限能量，因為宇宙射線的威力是大型強子對撞機的十億倍，顯然還沒有摧毀整個宇宙的能量。真空衰變是高度不確定的，因為，我們還不知道它是否可能。」

里斯在他的書中提出了同樣的觀點，引用這樣的不確定性作為在我們的物理實驗中謹慎進行的理由。但是，如果主要的風險來自自然本身，就像物理學內部人士幾乎一致得出的結論一樣，那麼評估它們的唯一方法就是研究它們。

本著這種精神，麥克希望LHC及其後繼者的研究能夠對真空的工作原理以及它是否真的會崩潰產生重要的見解。他說：「對我來說，真空衰變是最有趣的方式。」

有一件事是肯定的：如果真的發生了，你就沒有時間為此煩惱了。真空衰變會以光速移動，所以它會在沒有警告的情況下到達。你看到它的那一刻也是你死去的那一刻。

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