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在多重宇宙間尋找生命

阿波羅新聞網 2011-04-25 訊】

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多重宇宙(網路圖片)

美國佛羅里達州立大學(Florida State University)物理學家Alejandro JenkinsIs等人思考搜尋宇宙生命的問題,不過他們想的可不是「我們的宇宙」里到底有沒有其他生命,而是在「其他宇宙」里有沒有生命?

「多重宇宙(multiverse)」或「平行宇宙(parallel universes)」是個物理學假說,認為所謂的「宇宙」其實由許多小宇宙所組成的,我們所處的空間只是其中一個小宇宙而已。JenkinsIs等人討論所謂的「人擇原則(anthropic principle)」,也就是以物理法則來限制智慧生命可能的型態。

Jenkins表示:我們在地球上、甚至周遭宇宙中所見的所有事物都與一連串能造就我們存在的狀況有關。例如:如果各種基本力學迫使我們宇宙中的物質形狀不斷改變,即使改變只有一點點,也不可能形成原子或碳元素等;而這些建造生命的基石若無法形成,我們也都將不存在於這個世間。所以,究竟是如何達到這個完美的平衡的?

1980年代發展出的「宇宙暴漲(cosmic inflation)」理論曾預測我們的宇宙只是無數個宇宙的其中之一。雖然目前已經通過天文物理的測量證實了宇宙暴漲現象確實存在,但目前並無方法可以偵測其他宇宙。經由關於高能物理等的科學概念,科學家認為或許每個小宇宙中的物理交互作用皆互異,所以在我們所處的宇宙中、在我們所處的地球上,就剛好會誕生我們這樣的生命型態,一點都不奇怪。而其他宇宙中,如果沒有電磁力,那麼就不會有原子或原子間的化學鍵;如果沒有重力,物質就不會聚集形成行星、恆星和星系等天體。

經由上述的思考方式,JenkinsIs等人發現:如果真的有多重宇宙存在,即使其他宇宙與我們的宇宙有所不同,但至少有機會讓生命生存;只是這種生命看起來是什麼樣子,就是另一本故事要講的了。

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多重宇宙(網路圖片)

多重宇宙說是否成立?

紐約時報二十九日文章,報導美國天文學家最近提出各種有關宇宙的現代理論,包括所謂「多重宇宙(multiverse)」概念,指稱宇宙在第一次「大爆炸」後還在彼此不斷「大爆炸」,形成無數宇宙。他們說,空間為什麼是三度空間,而不是二度空間、十度空間或廿五度空間?光速為什麼遠快於音速?為什麼原子遠小於星球?我們的宇宙為什麼這麼老?是否還有其他裡面一切事務都跟我們宇宙不同的宇宙?

不過一個世紀前,科學家以為整個宇宙不過是銀河中數十億顆星球和星雲,但現在的天文學家認為宇宙中有無數銀河。在若干天文學家看來,宇宙是以等比級數無盡的擴張,像小宇宙在黑洞中孵化一樣。也有人認為宇宙在虛無中漂浮,有時與第五度空間相撞。美國賓州大學天文學家泰馬克說,至少有四種宇宙。英國皇家天文學會會員芮斯說,研究這些不同的宇宙可以讓人類瞭解自己的宇宙。

根據天文觀察,無法偵測出的「黑暗能量」占宇宙質能的三分之二,約為物質的兩倍。但現代量子物理主張虛無的空間應該充滿至少是宇宙物質十的六十次方倍的能量。這是物理學界難以解釋的最大差。

聖塔巴巴拉加州大學理論物理研究所的博欽斯基教授最近說,基本弦理論可能有十的六十次方種的解釋,人類今天所存在的宇宙可能是其中一套比較友善的組合。

部分天文學家認為,我們現在可以觀測到的宇宙邊緣雖然有一百四十億光年深,但這只是一連串大爆炸所造成無限大組合的一小部分。他們說,這是麻省理工學院教授古斯於一九八○年所提出的膨脹論的自然延伸。古斯根據現代粒子物理理論指出,宇宙在太初時因為空間所具有的反引力發生短暫的超級大爆炸。

古斯和史丹佛大學的林德、塔虎脫大學的維倫金、普林斯頓大學的史坦哈都認為,這種膨脹只要開始,就會無限制重複,造成無數的宇宙。

天文學家說,我們所瞭解的物理只有四度空間和日常生活中的能量,但在其他的宇宙圈中可能不同。古斯說,膨脹論雖然怪誕,但日益受到天文學家的支持,而且用以解釋大爆炸和宇宙的形成,不宜輕視。事實上,很多都是科學家難以打破的定數,譬如說生命所需要的碳和氫都是「紅矮子」星球氦熔合所造成。

可是根據維也納科技大學教授歐本海默最近所提出的研究結果,只要很小的改變就能阻止這些反應發生,電磁的結構常數如果大一點或是小一點,都可能造成不同的後果。

但我們無法說宇宙之所以有今天的面貌是一連串巧合的結果。理論物理學家卡特在一九七四年時指出,這些巧合併非巧合,而是必然預設條件。這構成他所謂「人類原則」的基礎,大意是說,宇宙是有意無意間為人類而設計。許多科學家都相信這種說法。不過有很多科學家都被這種說法嚇到,他們認為自然一定有一個合邏輯的解釋,不是機率或愛因斯坦所說「創造者一時興起」的產物。

無論如何,人類原則最近越來越被引用,這雖然引發粒子物理學界微言,但也反映出多重宇宙概念的興起。華盛大學教授賀根說,物理學可以解釋像量子效應這些過程。他說,根據弦理論,人類所瞭解的物理法則是十或十一度空間宇宙間的低能量四度空間經驗。所以我們所瞭解的基本常數在別的宇宙圈內是不一樣的。(聯合報)

阿波羅網責任編輯:紫薇         來源:聯合報
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