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制造宇宙的秘方

钮卫星

 

  “我们为什么存在?”这个原本由诗人和哲学家们来回答的问题慢慢地也变成了一个科学问题。天文学家从“大爆炸”以来的宇宙历史中寻找问题的答案,发现我们人类在宇宙中的存在纯属侥幸。他们发现宇宙中隐藏着一些常数,这些常数的数值需要如此精确,如果其中一个稍稍发生变化,那么就没有我们来问“我们为什么存在”了。
  这些常数中的一个是大数N(1036),它是把原子结合在一起的静电力和原子之间的万有引力之比,这个巨大的数字意味着在原子尺度上引力比静电力弱得太多。但是引力就得这样弱。如果N后面少几个零,那么就只会出现一个昙花一现的小宇宙,没有一种生物会比昆虫大,也没有足够的时间让生物进化,宇宙中就不可能产生像人类这样的复杂生物。
  另一个数是ε(0.007),它表明恒星内部发生核聚变过程中转化成能量的的质量比例,即只有0.7%的参与核聚变反应的质量转化成了能量。ε的大小决定了原子核内聚的坚固程度和所有原子的生成。如果ε是0.006,氢原子核的粘合力就很小,就无法形成稳定的氦核,这样的宇宙中氢元素一统天下,无法形成足够含量的碳和氧,其他重元素则更罕见;如果ε是0.008,质子之间的粘合力太强,无法存在氢元素,没有氢,水也就不存在了。因此无论ε偏大或偏小,这样的宇宙中都不会有人类。
  还有一个是宇宙常数Ω,它是宇宙的实测密度与一个理论上的临界密度之比。如果Ω小于1,宇宙将一直膨胀下去;如果Ω大于1,宇宙最后将收缩。按照目前的实测结果,Ω只有0.04,但天文学家推测宇宙中还有很多暗物质没有被测量到。Ω的大小还反映了引力与宇宙膨胀能量之间的关系。如果Ω太大,宇宙在开始演化之前就坍缩了;如果Ω太小,宇宙就会膨胀得太快,星系和恒星就无法形成。因此,似乎是谁精心挑选好了一个Ω值,以便形成现在这样的宇宙。
  还有其他三个常数,这里不一一介绍了。这些常数组成了一个制造宇宙的秘方,它们的大小十分敏感地影响制造出来的宇宙,我们生存其中的宇宙就是由这些常数精细调谐的结果。正因为有这样的精细调谐,才有我们人类,才有我们在这里讨论这个问题。如果其中任何一个出现失调,就不会产生恒星和智慧生命。
  有人把人和宇宙的这种关系叫做“人择原理”。人择原理较强的表述为:在所有可能的宇宙中,我们观测到的宇宙是唯一一个能够演化出象我们这样的智慧生物的宇宙。人择原理带来了一定的混乱,遭受了各种各样的批评,也为“神创论”者提供了一个方便之门――认为这是上帝在大爆炸之初存在的证据。

 

 

2004年8月21日加入