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人類所做的物理實驗可能讓宇宙瞬間淪陷?這絕非危言聳聽!

2024-07-20科學

在科學發展的道路上,人類總是試圖透過實驗來揭示自然界的奧秘。然而,隨著實驗技術的不斷進步和能力的日益增強,一些實驗的潛在風險也開始引起了人們的擔憂。英國皇家天文學家馬丁·裏斯爵士在他的新書中,提出了一個令人深思的觀點:我們的物理實驗可能會帶來無法預料的後果,甚至有可能導致地球乃至整個宇宙的淪陷。

裏斯並不是在危言聳聽,他基於一些物理學家的理論,描繪了一幅可能的末日圖景。在這些理論中,粒子加速器實驗可能釋放出奇怪的物質,導致地球收縮成一個極小的球體,或者創造出一個微小的黑洞,逐漸吞噬我們的星球。更極端的情況下,物理災難甚至可能導致空間本身衰變成新的形式,從而使整個宇宙陷入淪陷。盡管這些情況聽起來像是科幻小說的情節,但裏斯認為,鑒於利害關系之大,這些風險不容忽視。

技術憂慮:從原子彈到粒子對撞機

馬丁·裏斯的擔憂並非毫無前例,歷史上對技術的負面影響的擔憂一直伴隨著人類的科技進步。1945年第一顆原子彈的測試便是一個顯著的例子,當時物理學家阿瑟·康普頓擔心爆炸可能會點燃地球的大氣層,引發一場全球性的災難。而在1969年阿波羅11號太空人從月球返回時,美國太空總署對他們進行了隔離,以防他們攜帶致命的太空疾病,這也是對技術可能帶來的未知風險的一種防範。

2008年,當大型強子對撞機(LHC)開始執行時,也引發了一系列的擔憂。一位名叫禾特·華格納的退休核安全官員甚至提起訴訟,試圖阻止LHC的執行,他擔心這項實驗可能會對地球產生災難性的影響。然而,美國第九巡回法院駁回了這一案件,認為對未來傷害的擔憂並不構成實際的傷害。法院的這一裁定反映出,社會對於這些科學實驗風險的接受程度,以及對科學家們風險評估的信任。

盡管歷史上的這些擔憂並未成為現實,但它們提醒我們,在追求科學知識的同時,也需要對可能的風險保持警覺。

科學家眼中的風險:LHC的安全性評估

對於粒子加速器可能帶來的風險,科學家們自己也進行了深入的評估。2003年,一個物理學家小組對LHC可能發生的災難性事故進行了評估,並在2008年對此進行了復評。他們的結論是,這類風險幾乎可以忽略不計。歐洲核子研究中心(CERN)的發言人阿諾·馬索利爾表示,LHC的執行是安全的,因為實驗中所產生的能量與自然界中常見的宇宙射線能量相比,並不是特別高。

馬索利爾的言論旨在緩解公眾對於粒子加速器實驗的擔憂。他指出,我們在實驗室中所做的,實際上自然界中每天都在發生。例如,來自外太空的高能宇宙射線不斷地撞擊地球大氣,而我們人類卻安然無恙。這一點提供了一個重要的視角,即人類的物理實驗並不比自然界中的現象更加危險。

然而,盡管科學家們對LHC的安全性持樂觀態度,但無法完全排除風險的存在。例如,1984年兩位物理學家提出的奇異物質理論,就揭示了一種可能的危險。如果普通物質在受到足夠能量和壓力的作用下,可以轉變為奇異物質,那麽這種新物質的性質可能會對世界構成威脅。盡管奇異物質的存在尚未得到證實,但它的理論可能性仍舊引起了科學界的關註。

自然的威脅:中子星與奇異物質

在評估物理實驗的潛在風險時,我們不得不考慮自然災害的可能性。奇異物質的概念雖然令人不安,但它並非現實世界的直接威脅。這種理論上的物質,如果存在,可能會在極端的條件下產生,例如在中子星的合並事件中。德國海德堡理論研究所的安德烈亞斯·鮑斯維因等物理學家正在尋找奇異物質的證據,希望透過中子星合並的觀測來揭示這種物質的存在。

中子星是超高密度的恒星屍體,其上的條件極端到足以進行奇異物質的實驗。如果兩顆中子星發生合並,產生的爆炸可能會具有獨特的特征,從而為科學家們提供奇異物質存在的線索。幸運的是,潛在的奇異恒星遠離地球,因此它們對人類的威脅微乎其微。

然而,自然現象中的黑洞比奇異物質更為常見,也更為人們所了解。黑洞的死亡效應似乎比奇異物質的死亡效應更有可能發生,但我們至今還沒有觀測到會對地球構成直接威脅的黑洞。因此,盡管奇異物質和黑洞的理論令人著迷,它們在現實中對地球的威脅仍然比人類在實驗室中制造的風險要小。

實驗室裏的黑洞威脅?

人工黑洞的概念最初聽起來似乎是科幻小說的情節,但隨著物理學家對宇宙的理解深入,這一概念逐漸被認為是有可能在實驗室中產生的。

特別是在大型強子對撞機(LHC)這樣的粒子加速器中,理論上有可能創造出微型黑洞。然而,這些微型黑洞與傳統意義上的黑洞不同,它們被認為會迅速蒸發,釋放出獨特的粒子爆炸,這不僅不會對地球構成威脅,反而可能為我們提供關於重力和其它自然力的獨特資訊。

格雷戈·蘭斯伯格,一位來自布朗大學的物理學家,對微型黑洞的產生持樂觀態度。他認為,如果LHC能夠產生微型黑洞,那麽這將是一個重大的科學發現。然而,實際的實驗結果並未發現微型黑洞的跡象,這使得一些理論模型的預測受到了質疑。蘭斯伯格也警告說,雖然目前還沒有探測到微型黑洞,但也不能排除它們確實存在但我們尚未找到探測方法的可能性。

盡管人工黑洞的理論引發了公眾的擔憂,但物理學家們普遍認為,即使它們真的存在,也不會對地球構成長期的威脅。因此,與自然界中的許多現象相比,人工黑洞的風險似乎並不那麽緊迫。

真空衰變:宇宙的終極淪陷?

在探討各種淪陷性風險時,真空衰變無疑是最令人恐懼的場景之一。這一理論提出了一個觀點,即我們所理解的真空實際上可能處於一種不穩定的狀態,一旦觸發,可能導致整個宇宙的快速淪陷。這種理論中的真空崩潰,就像一塊冰在寒冷的夜晚突然破裂,它的影響將以光速擴散,摧毀一切觸及的事物。

物理學家凱蒂·麥克將真空衰變描述為一種「快速、幹凈、高效的淪陷宇宙的方法」。她指出,盡管這一理論聽起來極為驚人,但我們目前還沒有發現任何機制可以使粒子實驗達到引發真空衰變的能量水平。實際上,宇宙射線的威力遠超LHC,但它們並未顯示出有能力引發這樣的災難。

真空衰變的可能性仍然是一個開放的科學問題,需要更多的研究來理解和評估。然而,這一理論提醒我們,自然界中可能存在的風險遠遠超出了我們人類實驗的範疇。

在權衡自然現象與人類實驗的風險時,馬丁·裏斯爵士的觀點提醒我們,自然界本身可能比人類的實驗室實驗更具危險性。在面對未知的不確定性時,研究不僅是我們獲取知識的途徑,也是我們評估和管理風險的手段。正如物理學家凱蒂·麥克所強調的,真空衰變等現象雖然充滿未知,但只有透過研究,我們才能更好地理解這些風險,並為未來可能的挑戰做好準備。