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物理学发现许多宇宙巧合,且宇宙存在微调

2019-12-30 22:02:12
 啊现代物理学和宇宙学的一些最了不起的发现是"宇宙巧合",即表明我们特定的宇宙及其定律似乎为智能生命的兴起而完美定制。例如,宇宙膨胀被微调到宇宙的长期存在

啊现代物理学和宇宙学的一些最了不起的发现是"宇宙巧合",即表明我们特定的宇宙及其定律似乎为智能生命的兴起而完美定制。例如,宇宙膨胀被微调到宇宙的长期存在——如果引力在早期宇宙中稍强一些,那么膨胀就会停止,甚至逆转,从而结束在一个大的收缩中。紧缩之前,任何有知觉的生物都会出现。另一方面,如果引力稍弱一些,恒星和星系可能就不会形成,直到物质过于分散,使宇宙成为一个寒冷和无生命的地方。

膨胀加速的宇宙演化

在前几年注意到的这些宇宙巧合中,有一些现在有合理的解释。例如,引力和膨胀的平衡可以通过宇宙学的"膨胀"理论来解释,在早期宇宙中,宇宙经历了一个令人难以置信的膨胀。然而,膨胀理论正受到许多该领域的质疑,可能不得不大幅修改甚至放弃。

许多其他宇宙巧合仍然令人费解,如果说有什么不同的话,物理学和天文学的最新发展使这些谜团更加复杂。这种悖论甚至导致一些顶尖的科学家复活了"人择原理":我们看到这些宇宙巧合的原因是我们生存的一个选择效应。

换句话说,他们提出,如果宇宙不是以极其特殊的方式构建的,那么无论是人类还是其他任何可以想象的众生都不会来讨论这个问题。然而,其他科学家对多宇宙人择原理极不满意,认为这样这样的解决方案,是对现代物理学整个事业的挑战。以下是科学文献中注意到的一些宇宙巧合:

碳共振和核强力

虽然物理定律可以很容易解释氢、氦、锂和铍的丰度(它们在大爆炸后的前100秒左右形成),但重元素的合成,从碳开始,直到1951年,一直是一个难解的谜团,当天文学家弗雷德·霍伊尔假设一个能量足以使三重氦核反应产生一个碳原核的共振时,如果核强力稍强或稍弱(在任一方向上只要1%),那么原子核的结合能将有所不同,这种共振将不起作用。在这种情况下,宇宙中任何地方都没有碳或任何较重的元素,因此,宇宙就不存在碳基生命形式来思考这个耐人寻味的事实。

顺便说一下,虽然人们可以想象基于其他元素的生物体,但碳是迄今为止最适宜构建复杂分子的元素,这是任何可想象的生物或有知觉的生物所需的。无论如何,如果碳不能形成,核化学排除了任何较重的元素(即氢、氦、锂和铍以外的元素)。

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