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在多元宇宙中,生命可能是非常普遍的存在

时间:2018-06-21 15:57  来源:科普所   作者:李楠 编译   点击:
“我们的宇宙究竟有多独特?”
 
为什么在宇宙中存在生命?星系,恒星,行星以及生命的存在似乎都是决定于一些至关重要的基本物理常数。那么,宇宙的这些规律为什么恰好就是它们现在这个样子呢?这只是一个幸运的巧合吗?
 
在过去的几十年中,有一个理论越来越受欢迎,即多元宇宙理论,根据这个理论,我们的宇宙只是无限多元宇宙中的一个。而在无限多元宇宙中,新的宇宙不断诞生。新兴宇宙的诞生似乎也遵从大量物理定律和基本常数,但其中只有一小部分适合生命存在。因此,我们有理由相信,会有一个宇宙拥有我们所需要的特定基本常数,从而能够允许生命很好地生存。
 
但是最近在《皇家天文学会月报》上发表的一项新发现却使事情变得复杂了,因为它可能表明在平行宇宙中生命的存在比我们以前想象得更为普遍。
 
虽然目前还没有物理证据证实平行宇宙的存在,但是有些解释宇宙形成的理论似乎说明平行宇宙的出现是不可避免的。我们的宇宙始于大爆炸,随后是一段非常快速的扩张,这一时期被称为膨胀期。但是,根据现代物理学的理论,膨胀期不太可能是一个单一的事件。相反,许多不同的宇宙碎片可能会突然开始膨胀,体积会变得非常巨大,也就是说每个气泡都以自己的方式变成一个新宇宙。
 

 泡泡宇宙
 
有人认为,我们可能有一天能靠宇宙电波来观测到与平行宇宙的碰撞印记,这是宇宙诞生后留下的辐射。然而,也有人认为多元宇宙理论只是一个数学谬误,而不是现实。
 
暗能量
 
宇宙中有个非常重要的存在,也是一种神秘而又未知的力量,被称为暗能量。目前,暗能量占了我们宇宙的70%。它不会令宇宙膨胀的速度减缓,只会加速宇宙的膨胀。
 
目前很多理论认为,在多元宇宙中,暗能量应该特别丰富。多数宇宙中应该有着大量的暗能量,大约是我们宇宙的百万倍,十亿倍,甚至万亿倍。但如果暗能量太丰富,宇宙会在万有引力将物质聚集形成星系、恒星、行星或生物之前就自我分裂。
 
虽然我们所在的宇宙暗能量含量特别少,但可能正是因为暗能量这么少,这个宇宙才孕育出了生命。多元宇宙理论可以帮助我们解释它为什么如此低,因为在无限的多元宇宙中总会存在一些暗能量少的不可思议的宇宙。
 
然而,这个理论仍然要求我们宇宙的暗能量要有一个阈值,这个值是允许智慧生命存在的最大值。因为在多元宇宙中,存在大量的暗能量的宇宙应该比低含量的更常见。与此同时,我们估计生命只存在于少数的宇宙。在这个宇宙群中,暗能量要低于阈值。在这个前提下,宇宙中的物质仍然可以聚集在一起从而形成恒星和星系。这意味着相对暗能量较高(接近最大值)的宇宙比暗能量较低(接近最小值)的宇宙更适合生命体存在,他们在宇宙中的数量也应更多,这就意味着它们的存在更合理。
 
那么我们是生活在这样的一个宇宙中吗?通过研究,人们正逐渐了解这个最大值是什么,以及是否可以接近它。
 
计算机模拟
 
计算机宇宙模型“老鹰计划”已经成功解释了我们宇宙中观测到的星系的性质。这些模拟的理论基础是物理定律,程序会随着大爆炸产生的宇宙膨胀跟踪恒星和星系的形成。在这个模型中出现的星系看起来非常像那些通过望远镜在夜空中看到的星系。


每次模拟都会形成具有特定结构的宇宙
 
这一成就可以用于研究在多元宇宙中的其他区域,恒星和星系是如何形成,他们的演变过程又如何,结果也很令人信服。程序创造了许多计算机生成的宇宙,除了具有不同含量的暗能量之外,其他没什么不同。起初,宇宙都以相似的速度扩张,但随着大爆炸遗留能量的消散,暗能量的作用逐渐突出。暗能量充沛的宇宙扩张速度惊人。
 
然而令人惊讶的是,有些比我们的宇宙多10倍甚至100倍暗能量的新兴宇宙所产生的星系和行星几乎与我们的宇宙一样多。这意味着我们的宇宙的暗能量含量可能远未达到允许生命存在的最大值。万有引力的影响比我们以前想象的要强得多。看起来,在整个多元宇宙中,生命是相当普遍的,或许比我们以前认为的要更普遍百万倍,十亿倍,乃至万亿倍。
 
这些发现提出了无限多元宇宙可以解释在岩石地面上暗能量低的观点。有趣的是,史蒂芬·霍金在他之前发表的论文中指出,多元宇宙远不是无限的,它更有可能包含有限数量的十分相似的平行宇宙。
 
还有一个问题也让人感觉很不舒服。之前观察到的暗能量值对于多元宇宙来说,很难解释生命是怎样产生的。似乎需要一种新的物理定律,或者一种理解暗能量的新方法来解释我们宇宙中的种种令人费解的现象。但好消息是,我们离破解这一难题又近了一步。

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