真空衰變：宇宙的真空會崩塌嗎
我們的真空可能是亞穩的，但預期壽命極長。這一頁講結局「真空衰變」背後的真實科學。
我們腳下的“真空”，也許並不是最穩定的狀態。按現有測量，我們的真空可能是亞穩的，但預期壽命約 10¹³⁹ 年；真空衰變的理論由科爾曼和德盧西亞在 1980 年給出。這個壽命長得與我們毫無關係。遊戲裡的結局「真空衰變」，則讓玩家親手“引爆”它：這是虛構。
這一頁先說怎麼解鎖，再講真空衰變的真實內容、一個關於高能實驗的有趣論證，然後列出相關的希格斯和暗能量研究，最後說三本相關的小說。
怎麼解鎖
- 提示：我們的真空也許只是亞穩的。
- 條件：點亮“引爆真空”，然後見證宇宙終局。
- 獎勵：下一個宇宙使用另一套物理：生成器每 10 個就翻倍一次，但事件成本 ×4。
結局屬於“物理”類。“引爆真空”節點的內容是：一個比原子還小的新真空泡，以接近光速擴張，它到達之前，你看不見它。
真實的內容
- 亞穩的真空：按現有測量，我們的真空可能是亞穩的，預期壽命約 10¹³⁹ 年。
- 理論來源：真空衰變的理論由科爾曼和德盧西亞 1980 年給出（科爾曼 1977 年也有相關工作）。
- 真空泡的速度：真實的真空泡會以接近光速擴張。
高能實驗會不會引爆它
劉慈欣的《朝聞道》（2002 年）裡，一群物理學家即將啟動足以重現宇宙誕生能量的實驗，一位“排險者”突然出現阻止了它。小說背後有一個真實的科學問題：高能實驗會不會觸發真空衰變，被認真研究過。結論是：宇宙射線的能量早已遠超任何對撞機，宇宙仍然好好的。
相關的真實研究
下面這些研究和希格斯場、暴脹、暗能量有關。它們是相關的真實科學，並不是真空會衰變的證據，只是幫助理解“真空”在物理學裡意味著什麼。
- 質量從何而來：希格斯提出一種充滿空間的場，讓粒子獲得質量，並預言了一種新粒子（Higgs，《Physical Review Letters》1964）。
- 找到希格斯粒子：大型強子對撞機在約 125 GeV 處發現新粒子，等了 48 年的預言終於被證實（ATLAS Collaboration，《Physics Letters B》2012）。
- 暴脹宇宙：古斯提出早期宇宙經歷過指數級膨脹，一舉解釋了宇宙為何如此平坦、各處溫度為何幾乎一樣（Guth，《Physical Review D》1981）。
- 加速膨脹：用遙遠的超新星當“標準燭光”，發現宇宙膨脹在加速，暗能量從此登場，獲 2011 年諾貝爾獎（Riess 等，《The Astronomical Journal》1998）。
- 42 顆超新星：另一支團隊獨立得出同樣結論：宇宙中有一種推動加速膨脹的能量（Perlmutter 等，《The Astrophysical Journal》1999）。
- 宇宙的終章：推算了宇宙在萬億年乃至更久之後的命運：恆星熄滅、質子或許衰變、黑洞最終蒸發（Adams 與 Laughlin，《Reviews of Modern Physics》1997）。解鎖需要見證宇宙終局，所以它與這個結局相關。
遊戲設定，不是真的
人為引爆真空、新真空裡的另一套物理會怎樣，都是虛構。
三本相關的小說
- 《希爾德的階梯》（格雷格·伊根，2002 年）：真空衰變的理論是真實的物理；真實的真空泡會以接近光速擴張。小說講一次物理實驗意外造出了一種新真空，它以光速的一半向外擴張，吞掉途經的一切。兩萬年後，人們還在想辦法面對它。
- 《神們自己》（艾薩克·阿西莫夫，1972 年）：能量守恆和物理常數的穩定性已被極高精度地檢驗過；不同物理規律的平行宇宙只是推測。小說講人類發現一臺能和平行宇宙交換物質的“電子泵”，獲得了無限的免費能源，代價是兩個宇宙的物理規律正在慢慢互相滲透。
- 《朝聞道》（劉慈欣，2002 年）：見上文。
想讀原文，可以搜這些題目
- Higgs（1964）：《Broken symmetries and the masses of gauge bosons》，大意是“對稱性破缺與規範玻色子的質量”
- ATLAS Collaboration（2012）：《Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC》，大意是“在 LHC 上用 ATLAS 探測器搜尋標準模型希格斯玻色子時觀測到一種新粒子”
- Guth（1981）：《Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems》，大意是“暴脹宇宙：視界問題和平坦性問題的一種可能解答”
- Riess 等（1998）：《Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant》，大意是“超新星觀測證明宇宙在加速膨脹，並存在宇宙學常數”
真實依據
按現有測量，我們的真空可能是亞穩的，但預期壽命約 10¹³⁹ 年；真空衰變的理論由科爾曼和德盧西亞 1980 年給出。
引爆真空：一個比原子還小的新真空泡，以接近光速擴張。它到達之前，你看不見它。
《希爾德的階梯》（格雷格·伊根，2002 年）的科學背景：真空衰變的理論是真實的物理（科爾曼 1977、科爾曼和德盧西亞 1980）；真實的真空泡會以接近光速擴張。
《神們自己》（艾薩克·阿西莫夫，1972 年）的科學背景：能量守恆和物理常數的穩定性已被極高精度地檢驗過；不同物理規律的平行宇宙只是推測。
《朝聞道》（劉慈欣，2002 年）的科學背景：高能實驗會不會觸發真空衰變被認真研究過：宇宙射線的能量早已遠超任何對撞機，宇宙仍然好好的。
相關研究
這些研究和本頁主題相關，但不是本頁內容的直接證明。
暴脹宇宙：古斯提出早期宇宙經歷過指數級膨脹，一舉解釋了宇宙為何如此平坦、各處溫度為何幾乎一樣。
出處：Guth, Physical Review D 1981, "Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems"
加速膨脹：用遙遠的超新星當“標準燭光”，發現宇宙膨脹在加速。暗能量從此登場，獲 2011 年諾貝爾獎。
出處：Riess et al., The Astronomical Journal 1998, "Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant"
42 顆超新星：另一支團隊獨立得出同樣結論：宇宙中有一種推動加速膨脹的能量。
出處：Perlmutter et al., The Astrophysical Journal 1999, "Measurements of Omega and Lambda from 42 high-redshift supernovae"
質量從何而來：希格斯提出一種充滿空間的場，讓粒子獲得質量，並預言了一種新粒子。
出處：Higgs, Physical Review Letters 1964, "Broken symmetries and the masses of gauge bosons"
找到希格斯粒子：大型強子對撞機在約 125 GeV 處發現新粒子，等了 48 年的預言終於被證實。
出處：ATLAS Collaboration, Physics Letters B 2012, "Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC"
宇宙的終章：推算了宇宙在萬億年乃至更久之後的命運：恆星熄滅、質子或許衰變、黑洞最終蒸發。
出處：Adams & Laughlin, Reviews of Modern Physics 1997, "A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects"
遊戲設定（虛構）
- 人為引爆真空、新真空裡的另一套物理會怎樣，都是虛構。
- 小說《希爾德的階梯》概述：一次物理實驗意外造出了一種新真空，它以光速的一半向外擴張，吞掉途經的一切。兩萬年後，人們還在想辦法面對它。
- 小說《神們自己》概述：人類發現一臺能和平行宇宙交換物質的「電子泵」，獲得了無限的免費能源。代價是兩個宇宙的物理規律正在慢慢互相滲透。
- 小說《朝聞道》概述：一群物理學家即將啟動足以重現宇宙誕生能量的實驗，一位「排險者」突然出現阻止了它，因為這種實驗可能毀掉整個宇宙。