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生命的起源——为什么说宇宙是为生命量身定做的

时间:2023-05-26 07:06:02

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生命的起源——为什么说宇宙是为生命量身定做的

宇宙膨胀模型表明,大爆炸后不久,宇宙经历了巨大的膨胀(还在进行)。这一理论有助于解决许多谜团,包括平面度问题、单极子问题、宇宙微波背景辐射的波动和地平问题。我们对现实没有很好地理解。我们的世界被布满褶边的植物、生命和饱经风霜的丛林所遮蔽。很多资源都是丰富的——我们辽阔的海洋,阳光普照的沙漠,多刺的水果和人类居住的地方,房子:镀金的大房子和当有人来到门前敲门时嘎吱作响的小棚屋,火山岛从下面的熔岩的血液中温暖出来。所有这些都证明了我们对宇宙的现实是多么的陌生。宇宙的大部分是空的,没有任何我们可能看到或与之相互作用的物质。

我们的太阳是一颗简单而稳定的恒星。我们与它的距离刚好合适,可以容纳具有液态水的海洋。但这不仅仅是我们离太阳的距离:我们离银河系中心也有一个有利的距离,银河系有超大质量黑洞,如果我们离这个中心更近一些,辐射场的强度就不允许有生命存在,如果我们离得更远一些,生物赖以生存的高级元素就会不足。木星位于岩石带之外,美丽而巨大,它帮助我们避免了小行星的撞击。然而,我们太阳系行星轨道的特殊形状,使得我们永远不会与这些云雾缭绕、有毒气体巨行星有任何接触。诸如此类。海洋的宽度、地球板块的运动、大气的组成、地球和月球的大小,甚至是地球轴线的难看倾斜,都促成了生命的形成。所有这些,才成就了我们南方的蝉鸣,夏日水果或秋天庄稼的芬芳——在我们的孩子身上,在我们身上。

多年来,月球不仅仅是一个发光的、熟悉的朋友。它不仅是我们浪漫主义诗歌的灵感来源,也有助于稳定地球的自转。否则,我们自旋的差异会累积数百万年,导致恶劣的气候。气候稳定性——宇宙中大多数世界都不具备的——是DNA形成的关键。

据估计,随着月球离我们越来越远,在大约20亿年后,地球将不再能够承载生命。这种幸运延伸到更大的范围,超越人类和我们的太阳系。在观察我们宇宙的常数时,很明显,一些惊人的事情发生了。我们在树林里建了一个树屋,在天上森林里的一棵树上。一场野火从很远的地方开始蔓延,蔓延到整个森林,吞噬了我们周围的所有土地,把它烧成一片烟雾缭绕的灰烬。这似乎是一个奇迹,我们却毫发未伤。

我们特定的宇宙——以及它存在生命的能力——是建立在自然常数的基础上的。常数来自于力和它们控制的粒子。电磁力的强度是0.0073。电子的质量,作为质子质量的一部分,是00054。重元素的形成取决于一个叫做Epsilon的数字(测量转化成氦的氢的数量),这个数字等于0.007。这样的数字描述了我们世界中的粒子,以及引导它们运动并将它们结合在一起。但有一个特定的数字,有时被称为lambda,它使许多科学家相信宇宙是精确的。调整得如此之好,不太可能是偶然的。相反,它似乎几乎是经过设计的。

Lambda是一种不可见的暗能量,弥漫在空间中,导致其不断膨胀。这个特定的量被称为宇宙常数。在普朗克单位表示,宇宙常数等于1.38 x 10^-123。一个精确到小数点后100位的数字,一个小到在很长一段时间内都被认为是0的数字,很难被看作是偶然事件或纯粹的巧合。人择原理考察了人类和我们所生活的宇宙之间的关系。为什么,当我们发现越来越多隐藏在我们的物理定律背后的微妙数字时,我们会觉得宇宙是为生命量身定做的?

在科学上,以哥白尼的观点来看待我们自己更可取:我们没有优越的地位。我们并没有那么特别。大自然的常数是多种多样的、具体的,但它们对我们来说仍然是非个人的。也就是说,一切都受到数学和科学原理的监督,而这些原理与我们的存在毫无关系。

鉴于宇宙常数的特殊性,要使它继续成立,有一个想法必须被唤起。那就是多元宇宙。

例如,人择推理可以用来推断恒星内部的条件。我们是碳基生命这一事实意味着宇宙必须有一定的大小和一定的年龄,以便恒星在核合成过程中把较轻的元素加工成较重的元素,从而使生命和行星得以存在。上图显示了超新星爆炸后残骸的扩散。如果存在一个多元宇宙,那么常数的值就不再那么特殊,哥白尼原理就可以再次应用。

这些值之所以是这些值,是由于平均数定律。考虑到大量的多元宇宙,一个适合生命生存的宇宙自然会出现。我们是统计的产物。这些数字没有宏大的设计或设计者,也没有更深层次的原因,无论它们占据了多少位小数。然而,我们仍然会有点反常,因为大多数宇宙都是贫瘠的。在那些世界里,原子永远不会凝结,重力的大小要么会导致宇宙的迅速崩塌,要么会导致整个宇宙变成一片冰封的、无人居住的苔原。正是多元宇宙的概念首次提出了宇宙常数的非零值。

对于要在此多元宇宙的“草地”上实现宇宙常数的每个值,应该有至少10个独立的宇宙了。有了这么多不同的价值和可能性,我们的宇宙常数再次变得平凡。但这个数字是巨大的。它比太阳中的原子数量还多。事实上,它比整个宇宙中每颗恒星的原子数量还多。任何多元宇宙理论,可以解释所有10宇宙常数的值必须是巨大的。

但它确实存在。

安德斯·桑德伯格的《模拟卡拉比-尤族流形》。事实上,弦理论的额外维度允许10不同的世界。物理学家Raphael Bousso和Joe Polchinski的工作表明,宇宙常数的值将包含在这个巨大的维度范围内。这是因为Calabi-Yau形状受到磁通量的影响,这些磁通量会改变一个宇宙到另一个宇宙的能量和数量。

就像弦理论和宇宙常数暗示了多元宇宙的存在一样,暴胀模型也暗示了多元宇宙的存在。永恒的膨胀导致子宇宙不断地开花结果,并从它们原来的宇宙中吸走;这是一个将宇宙学与不确定的粒子物理学世界融合在一起的模型,它允许宇宙在平行世界的许多状态中同时存在。对于多元宇宙,一些理论物理学家说,当我们把观测结果与量子理论结合起来考虑时,它是“强加给我们的”。

人择原理是一个奇怪的原理。通过一些简单而又美丽的物理定律,我们能够描述自然世界的许多方面。适用于我们的母星的简短公式可以用于另一个星系的遥远世界,或在另一个时间点。但在观察我们的宇宙时,我们应该小心地记住我们是人类,当我们测量、记录时,我们倾向于选择偏差。

我们和所有生命赖以生存的丰富环境——高大的粉红色玫瑰丛、成群的鱼类、即将来临的暴风雨和沼泽泥——影响着我们所能看到的一切。为了对宇宙有一个准确的认识,我们必须尽可能多地考虑我们看不到的东西。毕竟,我们周围到处都是看不见的世界。细菌的世界,波动的空间、暗物质。也许我们还没有注意到的小维度的世界,蜷缩着,隐藏在我们目前无法触及的地方。

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显示评论内容(1)
  1. 向日癸2023-09-15 11:54向日癸[云南省网友]103.39.110.98
    宇宙奥秘直让人着迷可能生命起源就隐藏在这无垠宇宙中。
    顶0踩0
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