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谁在背后安排了宇宙的一切?杨振宁:有造物者,宇宙不是偶然的

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火星一号 2021-09-23 22:07
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宇宙是怎么诞生的?这背后会不会有设计者?宇宙为什么能以如此精妙的模式进行运转?生命又为什么会诞生?诸如此类问题,无不让历代科学家感到困惑。我国著名物理学家杨振宁甚至认为,这背后有造物者,这是为什么呢?

现代宇宙学认为,宇宙在时间和空间上都有一个起源,宇宙时空皆是从138亿年前的奇点创生而来,这个理论被称为宇宙大爆炸。目前,这个理论已经得到了多个独立证据的证实。

第一个是星系退行。现在宇宙中的星系大都在互相远离彼此,而且远离速度随着分隔距离的增加而加快,这证明了空间在膨胀。如果回溯时间到最初的时刻,空间将会坍缩回奇点。

第二个是宇宙微波背景辐射。宇宙最初时刻很小,聚集了大量的物质和能量,那时的宇宙非常热。即便上百亿年的时间过去了,当年的热量还不会完全消散掉,我们仍然可以在现在的宇宙中检测到宇宙大爆炸的余温。事实证明,现在的宇宙中充满着均匀的微波背景辐射,它们的温度只高出绝对零度2.7度左右。

第三个是星系演化。哈勃太空望远镜通过观测极其遥远的宇宙,捕捉到了著名的哈勃深场、超深场、极深场。由于光从遥远的宇宙中传播到地球上需要很长的时间,所以哈勃捕捉到了早期宇宙中的景象。

从中可以看到,很多早期星系都是发育不完全的,形态比较原始,这与现在的星系有着较大差异。因此,星系在不断演化,从原始走向成熟,这也有力证实了宇宙大爆炸。此外,宇宙中的元素丰度也完全符合宇宙大爆炸的预言。

虽然我们现在对宇宙的起源已经有了一个初步的了解,但对于宇宙为什么会以这样的方式存在,仍然是巨大的未解之谜。宇宙的运转依赖于一系列物理学常数,这些常数的大小似乎是经过精细调整,不然我们的宇宙根本不会存在,更不用说生命。

精细结构常数无疑是最为特殊的一个,这是一个无量纲量,也就是无单位的纯数字。通过结合基本电荷e、真空介电常数ε0,、普朗克常数h、真空光速c,可以得到精细结构常数α的表达式:

这个常数的大小接近于1/137,无法从第一性原理出发推导出来,只能通过实验进行测量。精细结构常数把电磁作用、量子力学、相对论三大物理学领域联系在一起,它被认为隐藏着根本性的宇宙之谜,著名物理学家费曼把它称之为“魔数”。

目前,物理学家已经在极高的精度上测出了精细结构常数,它的不确定度仅为十亿分之0.23。精细结构常数在宇宙一开始就被设定好了,它刚好就是现在这个数值,不大不小,不然就不会有现在的宇宙。

如果精细结构常数不是这个数值,宇宙大爆炸一瞬间之后,就会因为巨大的引力而坍缩回奇点,不会有后来的空间膨胀。或者宇宙大爆炸后,空间膨胀速率太快,物质和能量被分散到遥远的空间中,这样的宇宙也就不会形成任何天体。

就算宇宙正常诞生后,精细结构常数才确定下来,但只要精细结构常数太大或太小,宇宙也就不会是现在这个样子,地球生命更是不可能出现。如果它略微偏小,碳及更重的元素都无法通过恒星的核聚变和超新星爆发合成出来。如果它略微偏大,恒星的核聚变压根无法进行。

精细结构常数似乎被“谁”调整过了一样,刚好就是这样完美的数值。爱因斯坦、杨振宁等伟大物理学家都认为也许是“上帝”,当然,这里的“上帝”并不是人格化的神,而是一种自然之神,也就是物理学定律。杨振宁认为,宇宙结构并不是偶然的,这背后会有一个“造物者”。

或者从平行宇宙的角度来看,我们也许身处在一个最为幸运的宇宙中,这里有恒星,有星系,还有条件演化出生命和文明。而其他平行宇宙的精细结构常数没有那么好,导致那些宇宙没有任何生机。

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