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了解宇宙如何运行,宇宙的奇迹(2)

2016-03-16 08:45 浏览 评论

牛顿认为上帝必须存在的另一个理由是,地球在太阳系的位置实在是太幸运了。方程表明,一个行星的轨道在一般情况下应该是椭圆形的,圆形是非常特殊的情况。如果地球轨道是椭圆的,哪怕“椭”得不是特别厉害,其在近日点和远日点的温度也将会非常不同。而地球的轨道几乎就是圆的!地球四季的温差几乎完全来自自转和公转的倾角,与距离太阳远近无关。地球的另一个幸运之处在于这个距离与太阳的质量正好搭配合适,哪怕太阳质量有一点变化,地球也将因为过冷或者过热而不适合生命生存。牛顿考虑到这些巧合,认为这一定是上帝安排的。要不是后来我们发现宇宙中有无数行星系统,其中有一个适合生命生存并不算意外,物理学家大概也只好相信这个巧合是被安排的。

现在,类似的问题仍然困扰着物理学家。

第一个问题是宇宙起源的初始条件。天文观测和经典理论都表明宇宙起源于大爆炸,而量子引力研究的进展则表明大爆炸比此前想象的要快得多。对宇宙微波背景辐射非均匀性的发现证实了暴胀理论,要想实现足以形成我们这个宇宙的暴胀,宇宙起源的初始条件必须满足无比严格的要求。这就好像你要做一个炸弹,这个炸弹的形状必须是一个绝对精确的球形它才能实现预期的爆炸效果一样。

 

了解宇宙如何运行,宇宙的奇迹

 

了解宇宙如何运行,宇宙的奇迹

 

第二个问题是各种物理参数为什么如此恰到好处。计算表明,如果把强相互作用的强度改变0.5%,或者把电磁相互作用的强度改变4%,碳和氧这两个对生命至关重要的元素就不会出现;哪怕把质子的质量增加0.2%,它都会迅速衰变。

 

了解宇宙如何运行,宇宙的奇迹

 

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另外,空间还必须是三维的,否则行星轨道就不会稳定。现代物理学无法从逻辑上解释为什么这些物理参数是这样的,就好像一个网络游戏玩家不能用物理定律解释某些超强boss的武力值一样。唯一的解释似乎是它们是被“设计”成这样的,否则这个宇宙或者游戏就不好玩。

而这些问题的答案,还在物理学家的不断求索中。

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