真空是不穩(wěn)定的，處于高能級(jí)上的量子總要向低能級(jí)躍遷，這就是真空衰變的本質(zhì)。
1980年，物理學(xué)家西德尼·科爾曼(Sidney Colemam)和弗蘭克·德盧西亞(Frank De Luccia)發(fā)表了一篇新奇的文章，它以平淡無(wú)奇的標(biāo)題“引力效應(yīng)和真空衰變”刊登在《物理評(píng)論》雜志上。他們所指的真空不僅僅是空無(wú)一物的空間，而且是量子物理的真空態(tài)。在我們看來(lái)也許是空無(wú)一物的真空，實(shí)際上怎樣沸騰著極短暫的量子活動(dòng)，幽靈般的虛粒子出現(xiàn)、傳播又再次消失，就像是一場(chǎng)隨便鬧著玩的游戲。
前面已經(jīng)提到過(guò)這種真空狀態(tài)也許不是唯一的，可以存在多種量子狀態(tài)，每一種看上去都像是空無(wú)一物，但卻不同程度地經(jīng)歷著量子活動(dòng)，與此相聯(lián)系的就有不同的能量。高能態(tài)往往要向低能態(tài)衰變，這是量子物理學(xué)中一條完全確證的原理。例如，一個(gè)原子可以取一定范圍內(nèi)的若干種激發(fā)態(tài)，但這些激發(fā)態(tài)都是不穩(wěn)定的，原子會(huì)力圖向最低能態(tài)即“基”態(tài)衰變，這個(gè)基態(tài)才是穩(wěn)定的。同樣，一種激發(fā)真空態(tài)也會(huì)力圖向最低能態(tài)即“真”真空態(tài)衰變?！覀兗俣?，宇宙的現(xiàn)有狀態(tài)對(duì)應(yīng)著真真空態(tài)。這就是說(shuō)，在所有可能的能態(tài)中今天的空間是最低能量的真空態(tài)。但是，對(duì)于這一點(diǎn)我們有把握嗎？科爾曼和德盧西亞考慮了一種令人恐懼的可能性，即真空態(tài)實(shí)際上也許不是“真”真空而是一種有相當(dāng)長(zhǎng)壽命的亞穩(wěn)態(tài)，這也就是另一種偽真空，它一直在以一種偽裝的安全感哄騙我們，因?yàn)樗呀?jīng)延續(xù)了幾十億年。我們知道許多量子系統(tǒng)。如鈾核，它的半衰期為幾十億年。能夠想象真空態(tài)會(huì)屬于這一類(lèi)型嗎？科爾曼和德盧西亞在文章中所提到的真空“衰變”涉及到一場(chǎng)大災(zāi)難的可能性，即真空態(tài)也許會(huì)突然終止，把宇宙扔進(jìn)一個(gè)更小更低的能態(tài)，同時(shí)給我們（以及所有別的事物）帶來(lái)悲慘的結(jié)局。
以下為物理描述科爾曼和德盧西亞用數(shù)學(xué)方法對(duì)真空衰變進(jìn)行了模擬，以找到這種現(xiàn)象出現(xiàn)的方式。他們發(fā)現(xiàn)，衰變開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)的空間位置是隨機(jī)的，它表現(xiàn)為一個(gè)“真”真空小泡，四周被不穩(wěn)定的“偽”真空所包圍。這個(gè)小泡一旦成核，就很快的膨脹，膨脹速度迅速趨進(jìn)光速。越來(lái)越大的偽真空區(qū)域被它所吞滅，同時(shí)轉(zhuǎn)變成真真空。這兩種狀態(tài)的能量差也許會(huì)達(dá)到非常大的程度，它集中在泡壁上，并掃過(guò)整個(gè)宇宙，同時(shí)也把它在前進(jìn)道路上所遇到的一切事物統(tǒng)統(tǒng)毀滅掉。
