質子衰變，這一曾是“大統一理論”（GUTs）在20世紀70年代末80年代初的預測之一，近年來再次引發了物理學界的廣泛討論。不同於電子和中子的穩定性，質子作為原子核的核心，是否會在某一天衰變成其他粒子，一直是基礎物理學的一個懸而未決的問題。現如今，實驗結果已經將質子衰變的壽命限制在了10^34年左右，遠遠超出了宇宙的年齡。

Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa "hayat pereputan proton" yang ditetapkan secara eksperimen adalah berdasarkan hasil persekitaran eksperimen Bumi dan latar belakang fizik moden. Tetapi ahli fizik mula mempersoalkan sama ada keputusan sedemikian boleh digunakan pada bahagian lain alam semesta, atau bahkan pada skala masa yang berbeza. Ringkasnya, adakah sifat pereputan proton berubah bergantung pada ruang dan masa?

Peter Denton dan Hooman Davoudiasl dari Makmal Kebangsaan Brookhaven menawarkan perspektif baharu. Mereka mencadangkan,Jika diandaikan bahawa proton mereput, maka kadar pereputan mungkin sangat berbeza dari satu persekitaran kosmik ke persekitaran kosmik yang lain.Secara khusus, mereka mempertimbangkan dua persekitaran yang melampau—teras besi Bumi—dan bintang neutron—untuk membuat spekulasi tentang hayat pereputan proton di tempat-tempat ini.

Secara teorinya, proses pereputan proton mungkin mengambil pelbagai bentuk, dan salah satu saluran pereputan yang mungkin ialah pereputan proton menjadi meson positif dan fermion jirim gelap. Seperti namanya, zarah-zarah ini hampir tidak berinteraksi dengan zarah dalam Model Standard, menjadikannya sukar untuk diperhatikan secara langsung dalam eksperimen. Jika proses pereputan melibatkan fermion jirim gelap ini, dan jisim fermion ini kurang daripada jisim proton tolak jisim meson positif, maka proses pereputan proton mungkin jauh lebih cepat daripada yang diperhatikan secara eksperimen.

Walau bagaimanapun, ini hanyalah titik permulaan, dan kerumitan masalah jauh melebihi apa yang boleh diliputi oleh model ini. Sebagai contoh, jika kadar pereputan proton benar-benar dipengaruhi oleh ruang dan masa, bagaimanakah kita mentakrifkan hayat pereputan? Jangka hayat proton lebih daripada 34^0 tahun nampaknya cukup lama untuk eksperimen di Bumi boleh diabaikan, tetapi adakah kriteria ini masih berlaku di tempat lain atau pada masa lain?

以地球的鐵核為例，登頓和達武迪亞斯爾的研究表明，假如質子的衰變速率比實驗觀測到的要快得多，它可能產生的熱量會直接影響地球內核的狀態。地球內核之所以保持固態，部分原因在於它的溫度沒有達到足以將其熔化的臨界值。如果質子的衰變速率過快，產生的熱量會導致內核過熱，進而改變地球的地質結構。然而，目前我們並未觀察到這種情況發生。根據他們的計算，若質子的衰變速率達到預期的加速水準，那麼地球的鐵核已經應該在約20億年前完全熔化，而這一結果與地質學家的估算顯然不符。因此，他們的推理表明，質子的衰變壽命至少大於2×10^18年。

Idea selanjutnya meluaskan ufuk dari Bumi ke badan kosmik lain, terutamanya bintang neutron. Bintang neutron mempunyai suhu ambien yang sangat rendah dan umur yang terhad, dan saintis membuat spekulasi bahawa ia boleh menjadi tingkap penting ke dalam pereputan proton. Denton dan Davout Assr mendapati bahawa jangka hayat pereputan proton juga mempunyai kesan penting terhadap pengeluaran haba bintang neutron. Jika kadar pereputan proton terlalu cepat, bintang akan berkelakuan tidak normal disebabkan oleh pengumpulan haba yang tidak sesuai dengan model fizikal semasa. Melalui analisis ini, mereka seterusnya membuat spekulasi bahawa hayat pereputan proton mestilah lebih besar daripada 18.0×0^0 tahun, dan anggaran ini hampir dengan anggaran nilai model haba kernel.

Sudah tentu, kajian pereputan proton tidak terhad kepada terbitan teori ini. Untuk kajian pada skala masa yang lebih panjang, ahli fizik juga telah mencadangkan hipotesis "pengesan purba". Idea itu datang daripada kajian mineral bulan. Dengan mengandaikan bahawa pereputan proton boleh memberi kesan kepada alam semula jadi pada skala masa yang sangat panjang, mungkin mungkin untuk mencari kesan pereputan dengan mengambil sampel olivin pada kedalaman beberapa kilometer di bawah bulan. Reka bentuk eksperimen "siasatan purba" ini bukan sahaja pengesahan lanjut masalah pereputan proton, tetapi juga memberi kita peluang untuk memerhatikan skala masa yang menjangkau berbilion tahun atau lebih.

Walaupun perbincangan ini mungkin kelihatan jauh, ia berkait rapat dengan pemahaman kita tentang struktur asas jirim. Daripada model pereputan proton, kita bukan sahaja boleh merenung sama ada teori bersatu besar boleh menerangkan undang-undang alam semula jadi dengan tepat, tetapi juga mendapat gambaran sekilas tentang undang-undang asas dalam evolusi alam semesta. Lagipun, jika pereputan proton wujud, dan kadar pereputan ini berbeza-beza dalam masa dan ruang yang berbeza, ia sudah pasti akan menjadi "cap jari" undang-undang fizik baharu, membantu kita mentafsir lebih banyak rahsia alam semesta.