多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

物理 宇宙 天文 地球 宇宙小百科 2017-06-08

多重宇宙

另外一些科學家,像劍橋大學的馬丁•里斯

多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

(Martin Rees)爵士,相信所有這 些宇宙意外證明存在著多重宇宙。里斯(Rees)相信,出現這幾百項“巧合”的頻 率小到難以置信的程度,而我們正生活於其中,這是個事實,要解釋這個事實,唯 一的辦法就是假定存在著幾百萬個平行宇宙。

多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

在這個由許多宇宙組成的多重宇 宙中,多數宇宙都是死的。質子是不穩定的。原子從不凝縮。DNA從來沒有形 成。宇宙還未發育成熟就坍塌,或幾乎直接就凍結了。但在我們這個宇宙中,一系列宇宙意外發生了,這並不是因為上帝出手干預了,而是統計學上的平均律 使然。

多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

從某種意義上來說,在推崇平行宇宙思想的人中,馬丁•里斯爵士是最令人 意想不到的一位。他是英格蘭皇家天文學家,在代表該機構對宇宙的看法方面 負有重大責任。里斯滿頭銀髮,儀表出眾,穿著方面無懈可擊,他不論是談論宇 宙的奇蹟還是談論一般公眾關心的話題時都同樣雄辯在行。

他相信,宇宙是經過“精心調試”的,以便生命能夠存在,這決不是偶然。宇 宙能夠存在於這樣狹窄的允許生命存在的頻帶中,所需要的意外實在太多了。 “這種我們賴以存在的看起來經過精心調試的狀態有可能是個巧合,”里斯寫 道,“我一度這樣認為過。但這種看法現在看來過於狹隘……一旦我們接受這 一點,我們宇宙中看起來很特殊的一些特性,那些一度為某些神學家引證為存在 神性或有目的的設計的特性,就不再令人驚奇了。”

多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

為了支持這些橫掃千軍的說法,里斯量化了其中一些概念,以使自己的論點 具體化。他宣稱宇宙似乎受到6個數字的支配,其中每一個都是可測度的,經過 精心調節的。這6個數字必須滿足生命所需要的條件,否則就創造出了一個死 的宇宙。

第一個數字是艾普西隆(s。第五個希臘字母Epsilon),它等於0. 007,這是 氫的相對數量,在大爆炸時通過聚變轉化為氦。如果這個數字是0.006而不是

007,核作用力就會被減弱,質子和中子就不能結合在一起。氘(帶有一個質子 和一箇中子)就不能形成,因而永遠不能在恆星中創造出更重的元素,我們身體 中的原子不會形成,而整個宇宙則溶解為氫。核作用力哪怕稍微減少一點,就會 在元素週期表中產生不穩定,能夠用於創造生命的穩定元素就會減少。

多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

如果艾普西隆(s)的值是0. 008,則聚變的速度會快到大爆炸中剩不下一點 氫,那麼今天就不會有恆星為行星提供能量。或者兩個質子會結合在一起,這也 使得恆星中的聚變成為不可能。里斯指出,弗雷德•霍伊爾(Fred Hoyle)發現, 核作用力中哪怕小到只有4%的變動都會使恆星中不可能形成碳,使得高級元 素和以其為基礎的生命成為不可能。霍伊爾還發現,如果稍稍變動一下核作用 力,那麼鈹(beryllium)就會不穩定到根本無法成為形成碳原子的“橋樑”。

第二個數字是/V,它的值等於10.'這個值代表電力的強度除以引力的強 度,引力的強度是表示引力弱到什麼程度的。如果引力再弱些,那麼恆星就無法 凝聚併產生出聚變需要的巨大溫度。這樣,恆星就不能發光,行星就陷入冰冷的 黑暗。

但如果引力稍微強一些,這就會使恆星升溫過快,它們的燃料在生命還沒來 得及出現之前就燒完了。而且,大一點的引力會使星系形成得較早,這樣它們會 相當小。恆星擠在一起的密度更大,使各種恆星和行星之間發生災難性的碰撞。

第三個數字是奧米伽值(/2),代表宇宙的相對密度。如果奧米伽的值太小, 那麼宇宙擴張和冷卻的速度就會太快。但如果奧米伽的值太大,那麼宇宙在生 命起步之前就會坍塌o里斯寫道大爆炸之後的第一秒鐘,奧米伽的值與統一 性(unity)的差別不會超過千萬億分之一(即1/1015),只有這樣,在100億年之 後的今天,宇宙才能仍在擴張,奧米伽的值偏離統一性才不太離譜。”

多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

第四個數字是拉姆達(A ),這是宇宙常數,決定宇宙的加速度。如果它稍微 大幾倍,它所產生出來的反引力會把宇宙炸飛,並使它直接進入大凍結,使生命 成為不可能。但如果宇宙常數是個負數,宇宙就會劇烈地收縮,進人“大坍縮”, 而生命還沒來得及形成。換句話說,宇宙常數和奧米伽值一樣,也必須在某個窄 頻帶範圍內,這樣生命才成為可能。

由於對M-理論發生了興趣,物理 學家們又回到了在更高或更低維度中是否可能產生生命的問題。如果空間是一 維的,那麼,因為這樣的宇宙太小了,可能不會有生命。通常,當物理學家們試圖 把量子理論運用到一維宇宙時,我們發現粒子之間相互穿過對方而不發生相互 作用。所以只有一個維度的宇宙可能無法支持生命,因為粒子無法“粘”到一起 來形成越來越複雜的物體。

在二維空間中,我們也會有問題,因為生命形式可能會解體。想象一種生活 在桌面上的二維的扁平族類,讓我們稱他們為“平國人”。想象他們會如何吃東 西。從嘴到屁股的那條通道會把平國人一分為二,他就解體了。所以很難想象, 平國人怎能作為複雜的生命體存在,而不解體或分為一塊一塊的。

多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

還有一項生物學上的論點,說明智慧生命不可能存在於三個維度以下。我 們的大腦是由大量互相重疊的神經元構成的,由一張寬廣的電力網絡連接在一 起。如果宇宙是一維的或二維的,那就很難建立複雜的神經網絡,尤其如果要把 它們一個短接在另一個之上的時候。維度太低的話,大量的複雜邏輯線路和神 經元就受到了極大的侷限,無法放在很小範圍內。例如,我們自己的大腦有大約

1000億個神經元,差不多與銀河系中恆星的數量一樣多,每個神經元都與 10 000個其他的神經元相連接。這種複雜程度在更少的維度中是難以再現的。

多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

在四個空間維度中,則又會出現另一個問題:行星圍繞太陽的軌道就不穩定 了。牛頓的平方反比定律被一種立方反比定律所取代。1917年,保羅•埃倫費 斯特(Paul Ehmnfest),他是愛因斯坦的親密同事,對在其他維度中物理學會是什 麼樣子進行了猜測。他對所謂波瓦松-拉普拉斯方程(Poisson-Laplace)(支配行 星體運動以及原子中的電荷)進行了分析,發現在有四個以上的空間維度時,軌 道就不再穩定。由於原子中的電子以及行星不時會受到碰撞,這意味著原子和 太陽系可能無法在更高維度中存在。換句話說,三個維度別有意義。

多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?

對於里斯來說,人擇原理是多重宇宙最有力的論點之一。正像地球有金鳳 花區域這一事實暗示還存在太陽系以外的行星一樣,宇宙有金鳳花區域也暗示 還存在著平行宇宙。里斯評論道如果你有大量的衣服,那麼你能從中找出一 套合身的來就沒什麼可奇怪的。如果有許多宇宙,每個宇宙受到一套不同數字 的支配,那麼其中就會有一套數字特別適合於生命。而我們就在那樣一個宇宙 中。”換句話說,我們的宇宙之所以是這個樣子,是多重宇宙中許多宇宙的平均 定律使然,而不是由一個宏大設計使然。

溫伯格(Weinberg)似乎在這一點上同意他的看法。事實上,溫伯格覺得多 重宇宙這個想法從學術上來講是討人喜歡的。他從來不喜歡那種認為時間是在 大爆炸之時突然冒出來的,在那之前不存在時間的想法。根據多重宇宙說,有無 窮的宇宙不斷地被創造出來。

里斯偏愛多重宇宙說還有另外一個離奇的原因。他發現,宇宙中含有一點 點“醜陋”。例如,地球的軌道稍微有點橢圓。如果它是正圓的,那麼有人就會 像神學家所做過的那樣,證明這是神性干預的一個副產品。但它不是,說明在狹 窄的金鳳花頻帶中存在一定的隨機性。同樣,宇宙常數也並非正好為零,而是一 個很小的數,這說明我們的宇宙“絕非為我們的存在而專門設置的”。所有這一 切,都與我們這個宇宙是意外隨機產生的說法相吻合。

相關推薦

推薦中...