大爆炸后小黑洞不可能存在——否则它们就会毁灭宇宙

他们将改变希格斯场并永远改变现实。

原始黑洞不可能比小小行星还轻……否则它们现在就已经摧毁了宇宙！

图片来源：Thierry Lombry/Shutterstock.com

几十年来，科学家们一直在思考原始黑洞的想法。在最初的粒子、力和能量的大杂烩中，轻微的密度过高可能导致小黑洞的形成。但也不能太小。因为在一定限度下，这些物体早就毁灭了宇宙。

如果你想象黑洞是不可阻挡的物质吞噬者，这可能看起来违反直觉。但只要你远离黑洞，它们大多都是寒冷的。那么这些极端物体是如何导致宇宙终结的呢？他们可能会扰乱希格斯玻色子。科学家们现在已经找出了两者之间的联系，幸运的是，我们知道了为什么我们还在这里。

我们甚至可能不再在那里真正看到它，因为我们可能会完全崩溃。

希格斯玻色子是赋予宇宙中一切物质质量的粒子。我们知道，质量是构成我们的粒子与希格斯场之间的相互作用。我们已经证明它的存在仅仅十多年了，目前的理解表明它处于亚稳态。它的能量可能会更低，这是一个问题。

“如果[希格斯场]突然改变其性质，那么轻粒子可能会变得很重，或者反过来，然后物理力、物质、质量都会发生变化，然后我们周围的世界将不再一样。我们甚至可能不再在那里真正看到它，因为我们可能会完全崩溃，”伦敦国王学院的 Lucien Heurtier 博士告诉 Science-News.dev。

这种变化很可能会在一个称为真空衰变的过程中摧毁我们所知的宇宙：真正的真空气泡——其中存在希格斯粒子的最低能量——将膨胀并摧毁宇宙。是的，这绝对是坏消息，但也有好消息。

据科学家估计，希格斯粒子所处的亚稳态实际上是非常稳定的，不仅对于我们微不足道的人类生命，而且对于宇宙的长期演化也是如此。就其本身而言，希格斯玻色子不会在比当前宇宙年龄更长的时间内自发跃迁到最低能量状态。

“如果周围没有其他事情发生，所需的时间实际上比宇宙的年龄还要长，要长得多，这意味着我们还没有看到这种情况发生，这是正常的，”赫蒂埃博士漫不经心地告诉我们潜在的破坏一切现实。基本上，你仍然需要支付账单；宇宙的末日还没有到来。

有什么东西会引发这种毁灭性的死亡泡沫级联吗？答案是肯定的：太初黑洞。所有黑洞都与周围的时空相互作用，并在此过程中释放霍金辐射。这种辐射从黑洞带走了一些能量。黑洞越小，能量就越高。事实证明，在一定的质量极限以下，霍金辐射和黑洞的引力向场提供了这样的能量，使得希格斯粒子能够摆脱现在的亚稳态，并为宇宙毁灭做好准备。

这项新研究建立在露丝·格雷戈里和伊恩·莫斯之前的工作基础上，但更进一步考虑了这些黑洞周围温度的变化。当它们释放霍金辐射时，这些物体会变得更小。随着它们变得更小，它们会变得更热，因为它们释放出更多的霍金辐射。这使得研究小组能够修改这些原始黑洞的质量限制。如果有一个重量小于十亿吨，那么它现在就会引发假真空衰变。

这比目前地球上所有人类的质量稍多一些。如果您像我一样好奇，这些黑洞会产生的等离子体约为 1024 度。那是一百万亿度。或者，比最极端的超新星的温度高 1000 亿倍。

从某种意义上说，要么标准模型是正确的，原始黑洞不应该存在于这些质量以下，要么原始黑洞确实存在，这将在某种程度上证明应该存在一些我们尚未接触到的更高能量的物理现象。

这项新研究为低于一定质量的原初黑洞不存在提供了令人信服的证据。然而，Heurtier 博士强调，它对粒子物理学的标准模型提出了警告。作为一种物理理论，标准模型是现象级的，但它是有限的，因为它不包括引力和暗物质和暗能量等假设现象。

因此，这些小型原始黑洞的不可能性取决于这样的假设：标准模型之外的东西无助于在极端温度和重力条件下稳定希格斯场。但如果我们发现这些黑洞的证据，我们可能会学到一些关于粒子物理学的深刻知识。

“从某种意义上说，要么标准模型是正确的，原始黑洞不应该存在于这些质量以下，要么原始黑洞确实存在，这将在某种程度上证明应该存在一些我们尚未接触到的更高能量的物理现象。然而，由于大型强子对撞机的能量有限，”Heurtier 博士告诉 Science-News.dev。

该研究发表在Physics Letters B杂志上。