新研究顯示外星生命的條件視宇宙擴展多快而定

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科學家對於現在恆星、星系和幾乎所有宇宙中的每一樣東西,正在以越來越快的節奏離開我們(也離開所有其他的東西)的這個現象,已經知道有好些年了。如今看來,原來這個加速擴張的速度背後,有個不知明的力量,也就是一個稱作宇宙學常數(cosmological constant)的數學數值,它在我們為生活創造美好條件的過程中,扮演了一個前所未知的重要角色。

這是由一群研究稱作是伽瑪射線暴(Gamma Ray Burst)的宇宙巨大的擴張之影響力的物理學家所作的結論。一談到成長中的生命,他們發現越是遠離你的鄰居就越好,因為這個宇宙常數將會促使街坊鄰里變得稀疏。

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西班牙巴塞隆納大學(the University of Barcelona)宇宙學家暨理論物理學家,同時也是這個新研究調查結果的作者Raul Jimenez表示:「在稠密的環境之中,你一直擴展的話,則會與他們太過緊密。因此,最好是可以在市郊,或是在鄰近小星系且沒有高度殖民的區域(銀河系正好就是在那裡)。」

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Jimenez和他的團隊事先已經證明過伽瑪射線暴可能會導致物種大滅絕,或者因為輻射能的掃射和破壞它們的臭氧層,因此使得行星不再適合生命的居住。爆炸傳送的輻射能形成緊密的光束,威力強大到只要其中一束掃過一個恆星系統,就能夠把其它星系中的行星給徹底摧毀。對於這個月發行的《Physical Review Letters》中刊登了他們最近的研究調查,他們希望讓那些調查報告能夠更廣泛的應用,並確認甚麼樣的宇宙將是最有可能維持生命的存在。

這個研究是最近的研究調查,接近所謂的人本原理(Anthropic principle):某種意義上這個概念是指宇宙將為智能生命的出現作調整。如果自然的力量比物理學家的觀察和倡導者的聲明要來得要更為強大或者微弱,則構成生命的重要基礎(那些基本的粒子、原子或生命的化學所需的長鏈分子)可能難以形成,並導致貧瘠或甚至完全混亂的宇宙形成。一些研究人員嘗試著測量各種物理常數(physical constants),想知道在把宇宙搞成面目全非和無法居住之前能有多少「伸縮空間」可以作改變。然而,還有其它人質疑這個研究到底意義何在,以及它是否值得這麼做。

Jimenez和同事們著手處理人本原則中的一個大規模的面向,他們運用電腦模組進行宇宙擴張和以不同速度加速的模擬,之後他們發現,這個改變中的宇宙學常數是如何的影響宇宙密度,特別是要注意它的意義有關於伽瑪射線暴為恆星和行星所帶來的輻射。

而事實證明,我們的宇宙似乎對於這道理有相當正確地了解。現有的宇宙學常數意味著擴張的速率已經夠大了,因此它將行星的伽瑪射線暴減到最少,且夠小到足以形成許多氫燃燒恆星環繞,於是生命得以存在(更快速的擴張速度將使得氣體雲難以墜落至恆星中)。

Jimenez說,宇宙的擴張在進行創造適於居住的世界過程中,扮演了一個更大的角色,也提及:「需要宇宙學常數來將環境清空,使得環境更像是郊區形態,這點讓我感到驚訝!」

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倫敦帝國學院(Imperial College London)之推論與宇宙論中心(Imperial Centre for Inference and Cosmology)主管,同時也是宇宙學家的Alan Heavens表示,超越他們所說,有關我們星系和在這之外的生命潛在的可能性,這個調查結果為宇宙學中最大的迷思,提供了一個嶄新的寶貴視野:為什麼宇宙學常數是這個樣子。

Heavens解釋,在理論中,常數若不是應該比它所看起來的還要大幾百個數量級,就是為零,而在此情況下,宇宙則不會加速。但這卻和天文學家所觀察到的不一致。他補充道,研究中所提出的數值和智能生命存所需要的條件是一致的,因此才能得以發現它,並說:「宇宙常數小但非零是宇宙學中一個真正的謎團。」

加拿大滑鐵盧的普里美特理論物理研究所(Perimeter Institute for Theoretical Physics)之理論物理學家以及人本原理的懷議論者Lee Smolin說,這份報告的論點是新穎的,在他第一次閱讀時,並沒有發現有任何錯誤,「我之前沒有聽說過這個論點,因此他們可以為提出此新論點受到嘉許。」

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然而,他補充道,至今整個確實的人本論點回到繆論或循環推理。例如,很多人要摘櫻桃時,只是一時間看到其生命發展的一個變量,若是一次就看到很多的變量的話,則會導致不同的結果。

Jimenez表示,下一步將是調查伽瑪射線暴是否有如科學家們認為的,真的對於生命有著破壞性。他的團隊工作之前只是指出,暴露在如此巨大的輻射爆之下,幾乎可以確定將把行星上具保護作用的臭氧層給削去,他說道:「這將成為生命的一大災難嗎?我想是的,但或許生命比我們所想的還要更具有彈性,能夠快速恢復活力。」

來源: Sciencemag