暗物質之謎，希格斯玻色子和原始黑洞能否給出解釋？

如果沒有真正的發現它，就很難讓所有人相信真的有「暗物質」這種東西。暗物質似乎僅僅通過引力與我們的宇宙相互作用，而且還沒有任何實驗能在地球上檢測到它。那麼，如果可以使用已經存在的物理現象--希格斯玻色子和黑洞，來解釋暗物質產生的原因呢？

由三名歐洲物理學家組成的小組發表了一項被視為有爭議的聲明：「暗物質的存在可能不需要超出標準模型的物理學。」這仍然只是一個假設，因為尋找暗物質的過程還在繼續，但這是一個很有趣的想法。

首先，你可能想知道我在說什麼。在你的日常生活中，你只經歷了規律性的事情，--這就是構成每顆行星、恆星和星系的東西。但是天文觀測表明宇宙物質中有更多的引力，我們用眼睛或儀器是無法看到的，叫做暗物質。到目前為止，許多實驗都試圖找出這種引力的來源，但都失敗了。

然後是希格斯玻色子，這個長期尋求的粒子和相關的能量場遍布宇宙。希格斯玻色子解決了粒子物理學中一些最基本的問題，比如為什麼一些應該沒有質量的粒子實際上是有質量的。

當瑞士CERN的科學家在2012年宣布他們發現希格斯玻色子時，許多理論家對粒子本身的質量特別感興趣。他們的計算，再結合另一種叫做頂夸克的粒子的質量，暗示宇宙的真空不是它的「基態」，可能以某種「亞穩態」存在。

基本上，你會認為真空中的物體物體可能擁有的最小能量。但是，如果宇宙處於亞穩態，那麼可能存在一種更低的能量狀態，即真空無法進入。

但在早期的宇宙中，情況並不穩定。主要的理論表明，宇宙在大爆炸後的瞬間迅速膨脹。所有這一切，發生在物理量子力學領域中的奇怪行為--粒子隨機地進入或消失，都可能被放大和封存到宇宙的更大範圍的結構中。

這一新理論背後的物理學家們進行了一些數學計算，這些計算是基於量子力學的微小波動如何在這個膨脹期間擾亂希格斯玻色子及其相關領域的。他們的結果是，在顆粒物理特性發生特別大的變化的地方會出現一些殘留的黑洞。這些原始黑洞會提供額外的質量來解釋暗物質的位置--它就在這些黑洞中。他們甚至可以在宇宙中提供一個可以觀察到的特徵，並證明希格斯場是穩定的還是不穩定的。

一些物理理論家討論了希格斯真空不穩定的另一種潛在影響，即也許有一天，宇宙會變成更穩定的狀態，改變所有的物理定律，並有可能摧毀一切。這種情況並不會發生，因為即使是亞穩狀態也會比現在的宇宙年齡長得多。但或許這種不穩定性很重要。

CERN粒子物理學家Clara Nellist認為：「如果事實證明希格斯真空不穩定性是暗物質的產生方法，那麼這意味著這種不穩定性將是我們首先需要的東西的重要組成部分。」

關於利用宇宙第一時間產生的原始黑洞來解釋暗物質的存在，已經有很多人談論過了，儘管這兩種現象都沒有被觀察到。但是這個理論可以解釋暗物質，而不需要發現新的粒子。事實上，包括大型強子對撞機在內的許多物理實驗，都在尋找標準模型之外的暗物質粒子，但還沒有任何發現。

這個理論有很多地方可能會站不住腳。的確，標準模型仍然堅持測試，但要證明沒有新的物理學是非常困難的。此外，黑洞被廣泛排除為暗物質的潛在來源；要證明這一理論，就需要在暗物質預計所在的地方找到合適的黑洞。進一步完善對頂夸克和希格斯玻色子質量的測量，可能會證明我們實際上生活在一個穩定的宇宙中。打破這些標準中的任何一個都會使這個理論落空。

但我們的宇宙很奇怪，有很多問題需要回答。當然，如果這些答案不需要以前從未發現過的物理學來解釋暗物質，那就太好了。

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