假真空衰变

如果空无一物的空间并不处在能量最低的状态，一个真真空泡就可能以光速膨胀：这意味着什么，它可能怎样开始，以及为什么它不构成危险

这是一个假想：物理在纸面上允许它存在，但从没有人见过。所展示的一切都遵循现有理论。

逐步了解

粒子的质量取决于它们对这个值的感受有多强。电子感受很弱，所以很轻；顶夸克感受最强，重量几乎和一个金原子相当。改变这个值，所有质量都会随之改变，原子的大小和整个化学也会跟着改变。

2012年在CERN发现的希格斯玻色子，就是这个场中的涟漪。紫色的微光是绘制的：场本身看不见，而且在各处看起来都一样。

把场的能量想象成一片地形，我们的真空就是停在一个坑里的小球。如果山丘另一边还有更深的山谷，我们的真空就是假真空：稳定，但不是最低的。

坑里的小球对小的扰动是稳定的：轻轻一推，它会滚回来。但如果山丘那边的地势更低，这个坑就只是亚稳的，就像过冷水，在冰点以下仍保持液态，直到有什么东西引发结冰。物理学家把这样的状态叫作假真空，把最低的山谷叫作真真空。

德格拉西和同事在发现希格斯玻色子的2012年指出了这一点，后来的研究也与之一致。这些质量是粒子数据组（PDG）对ATLAS、CMS和Tevatron测量值的平均。它们紧挨着分界线，一些物理学家认为这本身就是一条线索；如果顶夸克重得多，真空早就衰变了。

这并不确定。顶夸克的质量很难与理论所需的那个数对应起来，强力的强度也增加了不确定性。安德烈亚森、弗罗斯特和施瓦茨在2018年算出，要确定地排除稳定真空，需要把顶夸克的质量测准到250 MeV以内。

量子物理允许事物穿过它们爬不上去的势垒，就像α粒子从原子核中逃逸那样。对真空来说，这意味着一个小区域可以毫无缘由地跳到更低的山谷。太小的泡会再次缩小消失；刚好超过临界大小的泡，从内部获得的能量多于泡壁消耗的能量，于是不断长大。

这个数字只在标准模型直到极高能量都是全部真相时才成立。未知的粒子可能让真空变得稳定，也可能缩短它的寿命。一些理论家提出，微小的黑洞能否成为泡的种子（布尔达、格雷戈里和莫斯，2015年），但这个想法正反两方面都没有证据。

一旦泡大到能够长大，真空降到更低时释放的能量会把泡壁推得越来越快，在极短的时间内，它的速度就几乎等于光速。从外面看，泡每年扩大一光年：穿过银河系的10万光年大约需要10万年。

泡诞生时发出的光只比泡壁领先一点点，所以在它到达之前什么也看不到。画面从外面展示泡，这是任何眼睛都看不到的：实际上，在泡壁到达的那一刻之前，它前方的星星会照常闪耀。它穿过一个人只需几十亿分之一秒，比任何神经传递信号都快得多，所以没有人会感觉到它。

在泡内，希格斯场会有大得多的值，粒子的质量和它们之间的力也会随之改变。原子无法在那里存在，化学和生命也因此无法存在。

每一个从希格斯场获得质量的粒子，在泡内都会重得多，维系原子的力之间的平衡也会丧失。那里的定律具体是什么样子，目前并不知道：在这样的场值下，标准模型并不可信。可以确定的是，构成我们的物质无法在泡壁之后幸存。

引力让情况更糟。真真空比我们的真空更低，而我们真空的能量几乎恰好为零，所以真真空的能量会低于零。科尔曼和德卢恰在1980年证明，这样的泡内部的空间会向内坍缩。内部的深紫色是绘制的：没有人知道它会是什么样子，甚至是否看得见。

不能。宇宙线以远超任何对撞机所能达到的能量撞击月球、行星和恒星，已经持续了数十亿年。真空依然还在。

皮特·赫特和马丁·里斯在1983年提出了这个论证：如果这种能量的碰撞能引发一个泡，那么在我们的过去某处早就形成了一个，我们也就不会在这里。2008年LHC的安全评估得出了同样的结论。对撞机只是在实验室里重现大自然每天都在更猛烈地做的事。

没有人知道。我们的真空也许终究是最低的：答案取决于顶夸克的精确质量，以及我们知道必然存在的、超越标准模型的物理。

标准模型没有包括暗物质、最高能量下的引力以及许多其他东西。高能量下的新粒子可能改变希格斯场能量的形状，使我们的真空变得稳定，或者更不稳定。在LHC和未来的对撞机上更精确地测量顶夸克，将使答案逐步明朗。