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得到一个适合生活的宇宙,可能不需要细“微调”。
照片:全球科学、
生命的形成不会一蹴而就,必须首先产生的基本规则和结构。在宇宙早期,原子核形状首先,捕获电子形式原子,原子聚集在一起,组成星系、恒星和行星。经过一系列的进化,天地万物都有自己的地方。我们理所当然地认为,这些结构可以形成,都是由于复杂的物理定律然而,这可能并非如此。
在过去的几十年中,许多科学家正试图让人们相信,即使我们在宇宙中的物理定律只是一个细微的变化,所有的宇宙也将不再是一个微妙的结构。同时,宇宙学家们也逐渐意识到,我们的宇宙可能超过宇宙,多元宇宙,也称多元宇宙,平行宇宙的一部分)。多个物理宇宙学是一种尚未证实的假设,假设在我们的宇宙之外,还有其他的宇宙中,大量的宇宙在一起形成一个时空区域比单个空间大得多。现有的物理定律是如此好,不能容忍任何增加或减少,平行宇宙的存在为这种现象提供了一个非常合理的解释:宇宙中不同的物理规律是不同的,我们将观察宇宙规则的“智能”,因为只有在这个宇宙中,我们才能生存。
天体物理学家通常喜欢花很多精力讨论宇宙微妙的细微差别,很容易让人产生误解的物理定律,认为我们的宇宙是如此微妙,因为它的物理法则正确允许它的存在,这是完美的,即使有超自然意味着这就是所谓的“微调”理论(细调优)。即使多个宇宙学的怀疑论者还支持“微调”的理论,主要是想“微调”应该有其他原因来解释。但事实上,这种微调宇宙的本质从未严格确认,我们甚至还没算出物理定律的形成物理结构是必不可少的,更不用说去寻找生命的重要法律。最近的恒星演化系列,核天体物理学和宇宙的结构告诉我们,研究形成的理论“宇宙微调可能不如预期,许多不同类型的宇宙能支持生命和生存。我们在“宇宙”,可能并不像我们认为的那么特殊。
第一种微调自然体现在促进自然的天体的运动强度的基本力量。有四种基本的相互作用:重力、电磁力、强相互作用力和弱核力,如果电磁力太强劲,带正电的质子之间的相互排斥力将阻碍天体芯核聚变反应,恒星将不再有足够的精力去闪耀;但如果电磁力量太弱,核反应会失去控制。——宏观体现在星体不能形成,他们冲进一个壮观的喷发的质量。
如果引力太大,明星或崩溃形成黑洞,或没有向外界释放能量但如果真的仔细审视这个问题,人们会发现,事实上远没有星星的力量就像想象的那么好。相反,这个值是更随意一些。甚至放大或缩小近一百倍的电磁力强度,不会让天体产生不兼容的错误;。重力甚至可以比原来的100000倍,或者减少到原来的十亿分之一,整个宇宙仍然可以运行。
对象可以允许重力和电磁力的强度取决于反应的速率,反应的速率取决于核力的强度。如果反应速率很快,恒星引力和电磁力的强度大;。另一方面,将缩小范围。电磁力的大小和重力的生活只有最低基本要求此外,明星需要遵循许多其他约束,例如,他们必须足够热。一颗恒星的表面温度必须高到一定程度,可以为化学反应提供足够的初始能量的生活。
在我们的宇宙中,大多数明星都在适当的温度温暖的地区(宜居区),。约300 k(20摄氏度)温度足以支持生命。在一些宇宙的更强的电磁力,恒星的温度较低,这些地方相对荒凉。
星星也必须的生活相对较长,因为复杂的生命的形成需要大的时间跨度。因为生命是由一系列非常复杂的化学反应,在进化的时间尺度应该是原子的标准设定的生命周期。在另一个宇宙,考虑到电磁力和其他变量的区别,定时时钟计时率也可能是不同的:相互作用力减弱时,恒星会加快外汇储备燃料燃烧,缩短其生命周期。最后,也是最基本的条件:开始时,明星的条件必须让它成为一个明星星系和恒星是由大量的原始初始气体压缩,它必须经过一个释放能量的过程和冷却气体。想必聪明读者预期,气体的冷却速率取决于电磁力的大小,如果电磁力太弱,不能气冷却所需的时间;。
相反,它将继续扩张的趋势,拒绝浓缩的星系。
有一个明确的条件:明星之前必须在比他们的宿主星系。——否则恒星形成过程将成为一个笑话。这一系列的影响,电磁强度的大小下限。总之,在不妨碍所有的恒星和行星,符合上述条件的前提下基本力的大小可以改变在几个不同的数量级(如图所示),并远离科学家认为严格的精度。
设置参数:即使电磁或重力是比现实还是较弱的,宇宙仍然可以适合生活。图中阴影区域显示生活的合适的参数。星马克说我们宇宙的参数;。横纵坐标分别以对数形式显示电磁力的大小和万有引力限制参数分别为:能力产生核聚变反应(黑色曲线下的面积);。有足够的寿命长复杂生活有足够的时间演化(红色曲线下的面积);。
热得足以支持生物圈的形成和存在的面积(蓝色曲线左);量不应超过他们的星系(蓝绿色曲线的面积)。第二个可能性的特性,性能调优性能与碳相关的生产环境。大明星中心的氢原子成氦原子,然后氦原子成为恒星的电源。通过一系列复杂的反应,氦原子将生成碳和氧。由于氦原子核在核物理学的重要地位,人们叫它。
α粒子(α粒子,卢瑟福的α粒子轰击金箔实验中发现原子核)原子核的性质最常见的是由α粒子,如碳- 12可以看作是由三个α粒子聚合、氧- 16可以视为四个α粒子聚合;。然而,由两个α粒子核-铍- 8 -不是在这,当然,有一个坚实的理由:铍- 8在我们宇宙是不稳定的。
铍八的不稳定性严重制约碳元素的形成。当恒星α粒子在一起形成了铍核,新一代的铍核会分解,立即回氦原子核(观察到上面,这个反应需要在工作);。
所以几乎在任何时候,星核只有几个原子铍的很短的时间铍核的稀缺性可以进一步与氦原子核反应,生成碳原子核。由于上述分成三个α粒子的过程中碳反应,反应过程,也被称为三氦(三-α反应)。
然而,科学家们已经发现三个氦过程反应速度太慢,产生大量的碳排放已经观察到的宇宙中为了解决这个矛盾,物理学家弗雷德。霍伊尔(弗雷德·霍伊尔)预测1953年,碳原子必须存在于一定程度的共振,共振现象使碳元素的反应速率远远超出其理论价值,足以解释宇宙已知碳丰度。
随后,科学家们在实验室里观察共振现象在预期水平。事情是这样的,在另一个宇宙,基本力和宇宙的力量是不同的,所以水平的变化也是可能的。——然后在宇宙中恒星不能产生足够的碳;。如果能级变化超过4%,所以生产碳大大受到限制问题是有时被称为“三氦微调问题”(三-α细调优问题)。幸运的是,这个问题有一个简单的答案。——如果核物理为你关上一扇门,他会为你打开一扇窗,假设宇宙真的发生了巨大的变化在核物理性质,抵消碳原子的共振现象,那么恭喜你,一旦数量级的变化,铍核有一半机会成为一个稳定的核;。
一旦铍核可以稳定,碳原子核可以直接由一个更简单的方法由三个α粒子聚合(两个α粒子聚合成为铍核,核铍和另一个阿尔法粒子聚集形成碳核)。在这种情况下,碳元素的共振是可有可无的,3氦微调问题会爆炸。第三类微调问题的性质包括三种可能只有最简单的原子核的两座:只包含一个质子和一个中子氘核,双质子(只包含两个质子。双质子)和只包含两双中子中子(双中子)。在我们自己的宇宙,只有稳定氘核可以存在,氦原子产生反应的第一步是由两个质子产生氘整个过程(见下文)之后,然而,人们已经发现,明星的存在是非常稳定的,他们可以自动调节结构,做出自己的燃料燃烧率足够提供所需的能量,抵消重力镇压的对象。
如果核反应的速度更快,明星将减少其中心核燃料燃烧的温度,所以总的来说,这样的恒星是在其它方面没有区别。事实上,在我们的宇宙中有这样一个现象。氘核的作用下强核力和质子结合成氦原子核,反应截面(可以理解为粒子之间的相互作用)的可能性是普通氢聚合。
10 ^ 15倍。虽然这个数字很吓人,但这些恒星仍愉快地漫步在我们的宇宙中,静静地燃烧氘核的权力,因为这种恒星内核的实际温度只有100万k,在正常情况下,如果有普通氢聚合反应,恒星核心的温度需要1500万开尔文氘核提供能源之星核心温度较低和体积比太阳大,但在其他方面与普通恒星和没有多大差异。同样,弱于原始的,即使强核力恒星氘核中还可以继续运行不稳定的情况。还有许多其他的反应可以提供能源之星,和合成重元素。在恒星形成的开始,恒星缓慢收缩,内核的温度,更紧凑,从太阳的光功率输出。在我们的宇宙中,恒星核融合最终能够获得足够的温度和密度;。
但在另一个宇宙,恒星可以延长合同过程中,通过减少重力势能获得能量。理论限制了明星生活几乎是太阳刺眼的输出功率。10亿年,一直到足以支持生命可能出现。对于那些很大的明星气质,将加速收缩过程,最终会发生灾难性的崩溃,崩溃的恒星会主要是一颗超新星他们的中心温度和密度可以达到很高,足以推动核燃烧。这种恒星死亡过程往往伴随着许多不同类型的核反应堆,形成爆炸发生核反应的过程中可以提供空间与重元素,没有氘核中间。在这样一个宇宙,一旦通过上面的方法来生成跟踪重元素,星星可以完成核燃烧后通过另一种方式。这个过程称为碳氮氧循环(。
碳-氮-氧循环,简称碳氮氧循环),循环等不需要中间的反应,而不是碳原子和碳原子在反应中催化剂的影响,加快形成氦碳氮氧循环也存在于太阳内部,提供太阳能量的一小部分。氘核的稳定条件下不存在,碳氮氧循环将主导能量生成的过程,与此同时,循环不会干扰其他核能力。可以通过类似恒星的三个过程核反应氦(生成碳原子核)3(三-核子过程)来生成氦吗。不管怎样,即使其他宇宙没有氘核,明星也有太多的方法来获取足够的能量和各种各样的细胞核。第四种微调特性对星系的形成和其他大规模的宇宙结构。结构取决于宇宙的形成最早的小密度波动。当宇宙已经减少到一定的温度,由于重力的影响,起初的微小波动被放大,最终成为星系和星系团密集的地区。
的波动幅度(使用问)通常有小,如Q等于零?00001年。在这种情况下,可以想见,在宇宙的开始到处都是处于一种很“顺利”,各种密度、温度和压强之间的差异小于100000。因此,如果Q值变化,也可能有很大的影响宇宙的未来命运。如果。Q值是低于现在,所以宇宙的节奏是足够的力量形成天文结构所需的时间会更长,最终形成星系密度较小。如果星系的密度太小,星系气体不酷,它使星系不能形成一个银盘(银河磁盘),也不能聚合为一个明星。
因此,低密度的星系不会生活理想的栖息地。如果到了极点,如果等待波动成为大量的时间继续延长,甚至阻碍星系的形状。早在40亿年前,宇宙开始加速扩散,聚集到大于趋势之间的物理分离的趋势,这一现象是由于暗物质的神秘如果Q值太小,银河系将需要很长一段时间将会崩溃;。加速扩散将银河系结构形成之前,抑制进一步成长的星系,宇宙将会完成之前已经有生命和复杂性。为了避免可悲的命运,今天问价值不低于90%。如果。
Q值太大了?可以预见的是,星系形成之前,密度会更高。但它也将导致坏的后果,使宇宙无法居住。恒星彼此会更强,更频繁的互动。在这种情况下,他们会把他的行星轨道的空间,让它进入太空深处。
最可怕的,因为恒星之间的距离非常接近对方,夜空会更明亮,甚至比我们现在白天亮。如果高密度星球的星光在任何海洋宜居行星会蒸发掉但在这种情况下,微调问题本身并不致命的问题。背景辐射恐怖,虽然在星系的外围星系中心总会找到星星低密度区域,可以适合生活在地球。
即使一些宇宙的?宇宙Q值1000倍,我们仍然可以找到相当的合适位置。在这样的星系,其余的大部分的夜灯如地球日,而且大部分的行星不仅从自己的恒星中能量需要生活,并将依赖于所有的背景物体发光,理论上,他们甚至可以从他们的恒星轨道,在几乎所有的轨道在宇宙密度波动较大,即使是冥王星在阳光下就像迈阿密海滩。也因为这个原因,如果适当的密度,个别星系的适宜居住的行星可以超过我们的银河系。理想的星系:星系上图是理想的情况下,(即星系的初始密度波动。
问)很大,但可能比银河系更适宜居住的行星星系的中心区域是生活太亮太热,行星轨道不稳定;。但星系外围接近太阳系的外围环境。在外围和中心区域之间,地球从背景对象接收到的光强度像地球接收日光所以该地区所有的行星,无论它的轨道,理论上是宜居总的来说,即使我们的参数,宇宙中发生了巨大的变化,星星仍然可以运行,仍然可以居住的行星存在重力可以比现在更好1000倍或只有现在的1000000,即使变化太大,星星还可以燃烧燃料,寿命长;。
电磁力可以放大或缩小一百倍,核反应也可以在多个数量级之间的变化,即使核反应不能发生,还有各种各样的其他天体物理反应可以产生重元素,和人类的出现提供必要的原料一颗行星我们可以清楚地得出结论,定义了对象的结构和参数的天体演化不需要精度
意识到,我们的宇宙没有想象的精度有严格的自然,我们能说我们的宇宙是最合适的衍生宇宙的生命 根据我们目前的知识水平,答案是否定的
我们可以给一些更好的(或者,更逻辑)宇宙的,例如,如果宇宙开始波动比较大,现在的密度更大,可以支持更多的适宜居住的行星; 再一次,例如,如果在一个宇宙中铍核可以稳定存在,可以提供一个可以直接生成碳前方的道路,以避免复杂
3氦过程
虽然它并没有被观察到在其他生命,但可以确定的是,宇宙可以通过许多方法来产生足够的复杂性和生活,甚至某些方面比现有方法更优秀。所以在君主,天体物理学家需要重新考虑多元宇宙的真谛,我们的宇宙可能不是“一个部分太长,太短”的具体规定一个奇迹确实存在。在这篇文章中,作者: