人类喜欢处于事物的中心。
早期的希腊人知道地球是圆的,但他们中的大多数人无法想象他们所行走的土地只是现实的死点。中世纪的西班牙-埃及犹太哲学家迈蒙尼德斯(Maimonides)将这一地理中心主义放在心上,他认为,即使是古希伯来圣经也描述了一个万物围绕地球旋转的世界——拉比·梅纳赫姆·门德尔·施内尔森(Rabbi Menachem Mendel Schneerson)、卢巴维奇·雷布(Lubavitcher Rebbe)所处的位置,早在1975年就用爱因斯坦的相对论为自己辩护了。天主教会花了350多年才道歉(1992年!)囚禁伟大的日心天文学家伽利略·伽利略,迫使他改变对太阳系的描述,现代的
,没有一个严肃的思想家认为地球在宇宙中有某种特殊的物理中心。(施耐尔森的论文只声称从一个特定的参照系中地球可以被视为宇宙的中心。)所有大望远镜的证据都表明,地球只是另一个小而多岩石的世界,在一个中等大小星系的遥远区域。
,但在一些现存的最伟大的科学家中流行着另一种观点,认为人类(和像我们这样的生物)是以古代哲学家无法想象的程度为中心的。这太离奇了,以至于迈蒙尼德可能会认为这是异端,违反了他的原则,即上帝和唯一的上帝都会让宇宙存在。【神创论与进化论:6场大战】
的来龙去脉是这样的:
宇宙是完美的——诡异的,不可思议的完美——作为创造生命的背景。各种物理常数-光速,电子电荷,四种基本力(重力,电磁,弱和强)似乎被微调以创造一个宇宙,在那里我们知道生命可能出现。
这里是作者安尼尔·阿南塔斯瓦米解释PBS的一个例子:
“[中子]比质子[裸氢核]重1.00137841870倍,这就是允许它[中子]衰变为质子的原因,电子和中微子-这个过程决定了大爆炸后氢和氦的相对丰度,并给了我们一个以氢为主的宇宙。如果中子与质子的质量比甚至稍有不同,我们将生活在一个完全不同的宇宙中:一个可能是氦含量太多,恒星燃烧太快,生命无法进化;另一个可能是质子衰变为中子,而不是相反,宇宙中没有原子。因此,事实上,我们根本就不住在这里,我们根本就不存在。”“0”“0”,也就是说,中子的质量甚至是一个微小的数字,除了氢原子以外,所有原子核内的亚原子粒子都经过了完美的校准,以允许像地球这样的世界出现并在大范围内生存。这就是我们的宇宙之所以存在的证据,是因为这里有思维的存在来观察它。“KdSPE”“KDSPs”这个概念与非常小的世界的一个基本原理有某种关系:根据量子力学,一个粒子只有在某个特定的速度或某个特定的位置,因为有人观察到它。在观察之前,粒子只是在空间中有一系列可能的速度或位置。“KdSPE”“KdSPS”也许只是一个宇宙,只有当它的物理常数只是可以观察到的时候才会完全存在。
这是一种奇怪而激进的方式来思考这个巨大的空间和我们在其中的位置。但这并不是一个边缘概念。
“值得注意的事实是,[基本物理]数字的价值似乎已经被很好地调整,使生命的发展成为可能,”物理学家斯蒂芬霍金在他1988年的书《时间简史》中写道,[我们从中学到的8件令人震惊的事情斯蒂芬霍金的书]
“例如,”他接着说,“如果电子的电荷只是略有不同,恒星要么就无法燃烧氢和氦,要么就不会爆炸。当然,可能还有其他形式的智慧生命,即使是科幻小说的作者也做梦不到,它们不需要像太阳那样的恒星的光,也不需要在恒星中形成并在恒星爆炸时被抛回太空的较重的化学元素。
,显然,允许任何形式的智能生命发展的数字的值范围相对较少。大多数的价值观会产生宇宙,虽然它们可能非常美丽,但却没有人能怀疑它的美丽。“KdSPE”“KDSPS”宇宙可能很好地存在,这样我们和像我们这样的生物可以活着看到它。就连霍金也提出了这种可能性。
得到了微弱的力量“但并非所有人都相信。”
在1月18日的预印本网站arXiv.org上发表的一篇新论文中,密歇根大学的一个天文学家和物理学家团队证明,即使是一个完全不同的宇宙也可能支持生命。
从物理原理开始,研究人员计算出了一个宇宙在其基本力被完全切断的情况下是如何发展的。
还记得上面提到的弱力吗
是四大基本原理中印象最不深刻的一个,但它对我们的宇宙是如何形成的却丝毫没有起到任何作用。正如《生命科学》先前报道的那样,衰变的力量是微弱的。当大的粒子分裂成小的粒子时,并不是因为将它们结合在一起的强大力量失败了。相反,微弱的力量把它们分开了。
“我想说,在太阳[和其他恒星]中,微弱的力量是最重要的,”arXiv论文的作者之一Evan Grohs说。
当一颗燃烧的恒星的热质量迫使两个质子(裸氢原子核)在一起时,Grohs告诉Live Science,它们融合成氢同位素,称为氘核(连同一些备用粒子)。这是一种弱力相互作用。然后,氘核与另一个自由质子融合,形成一个由两个质子和一个中子(也称为氦-3)组成的原子核。这是电磁相互作用。最后,强大的力把氦-3粒子和另一个氦-3一起,形成一个氦-4核和两个自由质子。如果没有弱力,这一连串的事件就不可能发生,太阳很快就会自行熄灭。
同样,弱力是宇宙中大量水的原因,格罗斯说,这是一个普遍认为生命所必需的特征。
在大爆炸期间和之后不久,这种微弱的力导致自由中子衰变为单个质子——宇宙中自由漂浮的松散氢原子核。格罗斯说,几乎今天所有的氢都是大爆炸时代弱力相互作用的结果。它们的丰度对于水的形成是必要的,水的两个氢原子与每一个氧原子相连。
如果一个宇宙的形成与我们的宇宙完全相同,但缺少了微弱的力,那么几乎所有的自由中子和质子都会在宇宙出现后的几分钟内熔合成氦格罗斯。
是一个巨大而昏暗的太阳,横跨富氧的天空,但是格罗斯和他的同事在他们的论文中,想象了一个“软弱”的宇宙,其中一些关键参数发生了变化。他们显示,他们的宇宙似乎仍能满足所有已知的生命需求。[我们可能生活在多宇宙中的五大原因]
首先,他们的宇宙将以光子(即光)比进入太空的物质粒子更多的方式开始——研究人员说,与我们的宇宙相比,开始物质与能量的比率至少降低了100倍。他们计算出,从高能低物质粒子云中,会出现一个质子、自由中子、氘(另一种氢同位素)和氦的混合物,与我们宇宙中的类似。
,然后,在很长一段时间里,无论是什么外星神创造了这个无能的地方,都可以坐下来等待。弱力作用在微小尺度上,影响基本粒子的行为。因此,研究人员显示,在另一个宇宙中,在重力和电磁力的大尺度作用下,物质云仍然会形成星系盘并凝结成恒星。科学家们发现,会有一些不同之处——最重要的是,所有这些游离的质子和中子都会产生不寻常的氘丰度。然而,没有什么会打乱空间的基本结构。
终于到了点亮星星的时候,外星神应该仔细观察。在这个古怪的宇宙中,如果没有一股微弱的力量,氢就不会熔合成氦。但那里会有很多氘,氘以自己的方式照亮黑暗。
将一个自由质子粉碎成氘,强大的力量会在瞬间将两个粒子结合在一起,抛开重氦同位素氦-3,
这个氘核聚变比太阳中的弱力过程燃烧得不那么明亮。候补宇宙中的大多数恒星会形成类似我们的红巨星:大而暗,在短时间内消失。
,但有些恒星会燃烧得更长,有些甚至超过10亿年。这很关键。
“除了这颗行星,我们没有其他生命的例子,”格罗斯说,在这颗行星上,生命大约需要10亿年才能形成。格罗斯说,没有理由认为在他那无能的另一个地方需要更多(或更少)的时间。这意味着,你可能需要这些长寿命的恒星才能扎根,他说,
那么,在一颗在无能的太空中运行的行星上行走会是什么感觉呢
“我想你会注意到一件事,那就是你可能不会有那么多的固体结构,因为你不会有我们星球上的那些重地球元素,”格罗斯告诉《生活科学》。
在脆弱的宇宙中,就像在我们的星球上,恒星将是化学工厂。随着恒星的老化,它们会将越来越多的质子融合到最重的粒子上,形成更重的元素。在我们的宇宙中,这一过程进行得相当远,产生了大量的氧和碳,还有重铁,甚至大量的超重型放射性元素,如铀。
,但在脆弱的宇宙中,如果没有中子衰变,强力聚变大多会在镍的水平上耗尽蒸汽,一种相对较轻的元素,只有28个质子。更重的原子——如铁、金、碘和氙——可能仍然会出现,但数量要小得多,格罗斯说,
较轻的化学物质,如氧和碳,将会更加丰富。
仍然,他补充道,“我认为如果你在一个脆弱宇宙中的行星上,情况会相当相似。如果你仰望天空,星星可能会大一点,因为要有一颗能燃烧数十亿年氘的恒星,它实际上需要比我们宇宙中的一颗同等恒星半径更大,而且它的亮度也没有我们宇宙中的一颗恒星那么亮,在一个脆弱的宇宙中,一颗支持生命的行星很可能离它的大得多的恒星更近,一个巨大的、异常昏暗的圆盘占据了天空的很大一部分。他说:
格罗斯承认这项研究从根本上是推测性的。
“这都是理论上的。”他说:“我们没有任何证据表明,除了我们所能看到的以外,还有其他的宇宙。”
以及他和他的同事们回答的问题——一个外星宇宙是否可能有水、结构或长寿命的恒星——可能并不是产生生命所必需的全部因素。”。一个软弱的宇宙甚至可能不是另一个宇宙的最佳候选者