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我们独一无二的宇宙  

2014-09-01 11:42:18|  分类: 新刊推荐 |  标签: |举报 |字号 订阅

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我们独一无二的宇宙 - kxsj - Newton-科学世界
 
(摘自《科学世界》2014年第9期:平行宇宙)

有一种观点认为:我们生活的宇宙在诞生之初,主宰着它的各种物理常数似乎就被精心设计好了,都被精确地“调整”到适合生命的存在。就像抽奖一样,所有正确的常量聚集在一起的几率是多么微乎其微,而我们的宇宙则中了“大奖”,这是多么神奇而不可思议!是什么理由使得这些巧合非得出现?到底是什么让这些常量取了这些值而不是其他的值呢?一旦某个常量发生微小的改变,也许生命就不会出现——这样的例子举不胜举。


例如,核力的大小。核力是使原子核中的质子与中子紧密地结合在一起的力。除了氢,其他元素的原子核都是通过在恒星中心发生的核聚变反应(使原子核相互聚合的反应)而形成的。假如核力降低了10%的话,就无法生成所有元素的原子核,整个宇宙将是氢气的世界,至少不会出现地球上已知的生命。


如果真的像超弦理论所预测的那样,物理常数有高达10的500次方种可能性的话,为什么我们生活的宇宙是如此巧合地适合生命存在呢?一般来说,在非常偶然的情况下,仅仅生成了一个无比幸运的宇宙的可能性几乎是零。


面对这个难题,不妨向“行星的奇迹”——地球寻求答案。

我们独一无二的宇宙 - kxsj - Newton-科学世界
 

液态水是孕育生命的必要条件。假如行星离恒星太近的话,其上面的水将气化蒸发;离得太远的话,又会结冰。因此,行星与恒星的距离既不能太近又不能太远。


此外,地球还拥有众多有利于生命存在的特殊条件。比方说,行星引力的大小(引力太弱的话,无法留住空气)、中心恒星的寿命(恒星的质量越大寿命越短,没有足够的时间来孕育生命)以及稳定的轨道(大质量行星的引力影响大的话,很可能脱离轨道)等等。


假如太阳系之外没有行星,那么,地球的存在只能说是一个伟大的奇迹。不过,科学家已经在太阳系之外,即其他恒星的周围发现了许多行星。正因为宇宙里有着无数的恒星和行星,说不定其中很少的几个也像地球那样拥有适合生命存在的优越条件,这一点儿也不足为怪。



一些物理学家认为,宇宙与地球的情况非常类似。也就是说,我们生活的宇宙并不是惟一的,而是存在着无数个宇宙,每一个宇宙都有属于自己的不同物理常数。而我们人类只对那些孕育了生命、进化出智慧生命(人类)的宇宙有所认识,所以,这样的宇宙当然拥有适合生命存在的优越条件了。换句话说,正是人类的存在,才能解释我们这个宇宙的种种特性,因为宇宙如不是这个样子,就不会有我们这样的智慧生命来谈论它。这种观点被称为“人择原理”。
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在人择原理的支持者中,不乏亚历山大·维兰金博士、史蒂芬·霍金博士等知名的物理学家。支持人择原理的物理学家认为,超弦理论所预言的10的500次方种物理常量的组合已经通过“永恒膨胀产生了无数个平行宇宙”。

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反对人择原理的学者也为数不少。他们认为,科学的本质是揭示事物的根本原因,而利用恐怕永远无法在理论上验证是否真正存在的平行宇宙来进行解释,本身就是对科学的否定。今后,这种争论到底会有一个怎样的结果,是左右着超弦理论和暴胀宇宙论研究方向的一个关键。

更多关于平行宇宙的精彩内容,请阅览《科学世界》2014年第9期
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