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为什么说宇宙似乎是精细调节过的?

时间:2019-11-18 来源:嘉怡时尚


为什么说宇宙似乎是精细调节过的?

说到有关宇宙中让人细思极恐的事实,不得不说宇宙似乎是精细调节过的。宇宙中的各种常数恰到好处,它们完美配合在一起,不然的话,我们所知的宇宙是不可能存在的。

精细结构常数α是物理学中非常重要的一个无量纲常数,其表达式如下:

为什么说宇宙似乎是精细调节过的?

上式中,e为基本电荷;ε0为真空介电常数;ħ为约化普朗克常数,它与普朗克常数h的关系为ħ=h/(2π);c为真空中的光速。

在精细结构常数的计算公式中,其余参数均为常数,由此得到的精细结构常数大小约为1/137.035999139。这个常数最初的含义是玻尔原子模型中处在基态的电子速度与光速之比,但随着量子电动力学的发展,玻尔原子模型被抛弃,这个常数的物理学意义变得更为明确,它代表着电磁相互作用的强度。精细结构常数越大,电子与原子核的结合更为紧密,使得原子更小,所以宏观物体也会更小,反之亦然。

为什么说宇宙似乎是精细调节过的?

如果其他宇宙常数发生变化,这就会导致精细结构常数发生变化,我们的宇宙将有可能无法存在。理论上,如果精细结构常数比现在大0.1%,恒星的核聚变就无法发生,导致生命没有能量来源。如果精细结构常数比现在小4%,那么恒星将无法通过核聚变合成碳和氧等重元素,导致生命没有物质基础。总之,精细结构常数反映了宇宙的本质,其背后的意义还有待进一步探究。

如果回到宇宙最初时候,当时的空间膨胀速率再快一些,整个宇宙中的物质就会被拉开足够远,导致它们无法聚集形成天体。而如果当时的空间膨胀速率再慢一些,整个宇宙中的物质就会被引力吸引过来,导致宇宙坍缩回奇点。

为什么说宇宙似乎是精细调节过的?

因此,宇宙中的各种常数刚好“调节到”那个数值,这才有了我们的宇宙。也正因为这种现象,有人提出了多元宇宙理论,认为不同的宇宙参数会形成完全不同的宇宙,不同宇宙中的物理学定律也是完全不同的。