|
點(diǎn)擊上方“前十網(wǎng)”關(guān)注趣聞科普
之大，浩瀚無垠，神秘莫測(cè)。小到太陽系，大到宇宙及其外圍，都有太多難以了解和理解的部分，著實(shí)令人類傷透了腦筋。宇宙奧秘的深不可測(cè)，通常與其內(nèi)部運(yùn)作和其他生命體的存在與否息息相關(guān)。不消說，很多揭秘宇宙的理論本身就不易理解，而且還可能顛覆你對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的所有認(rèn)知。在太陽系中，我們已知的有八顆行星和五顆矮行星。過去幾個(gè)世紀(jì)里，人類已經(jīng)成功探測(cè)到了八大行星和冥王星，并對(duì)其有所了解，但依然不知道在太陽系內(nèi)、冥王星外還有什么。這意味著也許還有大量尚未被發(fā)現(xiàn)的行星存在。
在發(fā)現(xiàn)2012 VP113（譯注：一顆海王星外天體，天文學(xué)家于2014年宣布發(fā)現(xiàn)）和塞德娜90377（譯注：90377Sedna，一顆外海王星天體，于2003年發(fā)現(xiàn)，它被發(fā)現(xiàn)時(shí)是太陽系中距離地球最遠(yuǎn)的天然天體）這兩顆疑似矮行星之后，人類首次意識(shí)到太陽系內(nèi)還有其他行星存在。研究人員發(fā)現(xiàn)，一些巨大的天體影響著這兩顆疑似矮行星的運(yùn)行軌道。天文物理學(xué)家認(rèn)為，在已知的行星外，有一顆體積大小約為地球10倍的行星影響著他們的運(yùn)行軌跡。此外，他們還相信太陽系存在更多比地球體積更大的行星，這意味著太陽系中至少有十大行星。
這些可能存在的大行星距離地球表面至少200天文單位。天文單位（Astronomical Unit，簡(jiǎn)寫AU）指太陽到地球之間的平均距離，一個(gè)單位長(zhǎng)度約為9300萬英里或1.5億公里。鑒于距離太遠(yuǎn)，以我們目前的儀器水平，還無法探測(cè)出是否還存在其他行星。9.用生物方法搜尋地外文明（生物SETI計(jì)劃） 人類是如何形成的？人類是宇宙中唯一的智能生物嗎？生物SETI計(jì)劃（譯注：Search for ExtraTerrestrial Intelligence，搜尋地外文明計(jì)劃）正是基于這兩個(gè)深刻的問題而提出。畢竟，生命能夠發(fā)展到今天這個(gè)程度已經(jīng)非常不可思議，況且環(huán)境居然也恰好適宜當(dāng)今人類生存。而“外太空還有生命存在”這個(gè)想法，已經(jīng)令人類癡迷了數(shù)百年之久。
但是，也許我們不用非得抬頭仰望星空才能找到外星人存在的證據(jù)呢？也許這種證據(jù)就存在于人類自己的DNA之內(nèi)呢？任教于哈薩克斯坦國立大學(xué)（al-Farabi Kazakh National University of Kazakhstan）的弗拉基米爾·謝爾巴克（Vladimir Shcherbak）教授和供職于費(fèi)先科夫天文物理研究中心（Fesenkov Astrophysical Institute，以俄羅斯天文物理學(xué)家瓦西里·費(fèi)先科夫的名字命名）的天文學(xué)家馬克西姆·馬庫科夫（Maxim Makukov）共同提出了這種假設(shè)，認(rèn)為基因是宇宙中最持久的構(gòu)造。如果高智能生物向我們發(fā)送信息，那么最有效的方式就是把代碼植入我們的基因內(nèi)，而不是用無線電波之類的發(fā)送信號(hào)。兩位天文物理學(xué)家的基本論點(diǎn)在于：如果人類基因中有一些細(xì)胞是達(dá)爾文進(jìn)化論都無法解釋的，那么這些細(xì)胞一定是某個(gè)信號(hào)，或者說是設(shè)計(jì)者留下的記號(hào)。他們還指出，人類的基因圖譜呈現(xiàn)出非常精密的秩序，邏輯性嚴(yán)密到令人驚訝；而這些簡(jiǎn)單又條理分明的基因模式也許就來自太陽系以外某些更高級(jí)的生物。如果這個(gè)理論是正確的，那么本小節(jié)開頭提出的兩個(gè)問題就可迎刃而解，也就是說，外太空還有其他生物存在，而人類正是因?yàn)樗麄儾诺靡孕纬傻摹?/section>大多數(shù)人都聽說過黑洞，那白洞（white holes）呢？在物理的領(lǐng)域中，白洞這個(gè)詞帶有一點(diǎn)虛構(gòu)的成分：它們從未被發(fā)現(xiàn)，但確實(shí)有存在的可能性。有一個(gè)理論是：白洞與黑洞非常相似，主要區(qū)別在于你一旦進(jìn)入黑洞就無法從黑洞離開，只能從白洞離開，而同時(shí)你又無法進(jìn)入白洞。這意味著黑洞僅僅是入口，而白洞也只作為出口。鑒于上述二元論，一些物理學(xué)家便認(rèn)為黑洞和白洞實(shí)際上是蟲洞的兩端。也就是說，假如某人或某物進(jìn)入了黑洞，當(dāng)他們從白洞出來時(shí)，就會(huì)到達(dá)另一個(gè)地方，甚至是完全不同的時(shí)間里。
然而，這全都是推測(cè)而已，因?yàn)槿缜八?，白洞從未被發(fā)現(xiàn)過。事實(shí)上，一些物理學(xué)家也認(rèn)為白洞不太可能真實(shí)存在。他們認(rèn)為，如果向黑洞中投入一些東西，這些物體將只在里邊保持不動(dòng)，假如持續(xù)不斷地塞物體的話，黑洞最終會(huì)被塞滿。盡管如此，根據(jù)愛因斯坦（Einstein）的相對(duì)論來說，白洞還是可能存在的。量子纏結(jié)（Quantum Entanglement）是一個(gè)奇怪的物理現(xiàn)象：在量子力學(xué)里，兩個(gè)粒子（如電子）短暫地彼此耦合，分開之后亦會(huì)相互影響。物理學(xué)家先分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)粒子，接著讓它們結(jié)合，再單獨(dú)測(cè)量每個(gè)粒子。這時(shí)候該現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)闇y(cè)量的粒子前后性質(zhì)發(fā)生了變化。有趣的是，如果你改變其中一個(gè)粒子，另一個(gè)粒子也會(huì)隨之發(fā)生改變，即便這兩個(gè)粒子之間距離了一個(gè)銀河系，它們也會(huì)展現(xiàn)出纏結(jié)的現(xiàn)象。這就是被愛因斯坦稱為“幽靈般的超距作用”（“spooky actions at a distance”）的難題，因?yàn)閮蓚€(gè)粒子之間的相互作用是同時(shí)產(chǎn)生的，比光速更快，這無疑違背了他提出的相對(duì)論。
主流理論認(rèn)為，這兩個(gè)粒子以某種方法相互通信。那問題就出現(xiàn)了，我們是否可以通過利用量子纏結(jié)來實(shí)現(xiàn)比光速更快的交流呢？遺憾的是，這不會(huì)發(fā)生，因?yàn)槲覀儫o法讓毫無規(guī)律運(yùn)動(dòng)的量子纏結(jié)來傳送消息。
量子纏結(jié)對(duì)我們來說實(shí)在太復(fù)雜了，甚至阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein）都對(duì)此感到困擾。已知宇宙中，最神秘的天體就是黑洞。對(duì)于黑洞是什么、黑洞的作用等問題，已有許多理論加以探討，但沒有一個(gè)理論是完全可靠的。有一種猜想認(rèn)為，黑洞實(shí)際上是孕育新宇宙的“媽媽”。有趣的是，如果這一理論是正確的，那么我們的宇宙便處在一個(gè)黑洞之中，這個(gè)黑洞外面則又是另一個(gè)黑洞，黑洞套黑洞，以此類推。
雖然這只是一種推測(cè)，但它確實(shí)解釋了這個(gè)宇宙謎團(tuán)。通過宇宙爆炸的速度，我們發(fā)現(xiàn)宇宙實(shí)際會(huì)比理論上更大一些。物理學(xué)家認(rèn)為，宇宙大爆炸后不到一秒，黑洞就會(huì)在能量衰退前積蓄足夠的能量。而這“不到一秒的時(shí)間”就是“暴脹”。沒有人能夠確定暴脹的成因，但極有可能是黑洞中的粒子所致。對(duì)于黑洞，不必深究，我們只需要知道黑洞中有自旋為1/2的粒子（spinning half particles）。當(dāng)這些1/2自旋粒子彼此間相互作用就會(huì)制造出一種叫“扭力”的斥力。扭力解釋了膨脹的原因，因?yàn)樗軌蚪o宇宙大爆炸一點(diǎn)額外的推力。
宇宙黑洞起源論還解釋了時(shí)間運(yùn)作的原因。用最簡(jiǎn)單的話來說，我們的宇宙是從它的“母親”——黑洞那里繼承了時(shí)間之箭（譯注：時(shí)間的流向）。時(shí)空是一個(gè)連接了時(shí)間和空間的概念。例如，生活在地球上的人們體驗(yàn)到的空間是三維的，時(shí)間是第四維，而這四個(gè)維度的組合就是時(shí)空。
你是否想過，時(shí)空感覺起來是怎樣的？這是一個(gè)有點(diǎn)愚蠢的問題，因?yàn)闀r(shí)間和空間并不能被感覺，不是嗎？物理學(xué)家相信時(shí)空事實(shí)上是一種超流體的液態(tài)物質(zhì)。超流體是一種幾乎沒有摩擦或粘性的流體。當(dāng)液氦溫度低于?270.98°C時(shí)，液氦便成為超流體。超流體的內(nèi)部摩擦力幾乎為零，相形之下，水看起來就像糖漿一樣粘稠。
如果時(shí)空真的是一種流體，那么它將使物理學(xué)的兩大分支：量子物理和阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對(duì)論合二為一。兩個(gè)理論都不能確切地描述時(shí)空經(jīng)歷巨變時(shí)，如黑洞誕生，粒子究竟發(fā)生了什么變化。宇宙大爆炸是盛行的宇宙形成理論。大爆炸發(fā)生后, 宇宙就出現(xiàn)了,并且仍在繼續(xù)膨脹。但讓人難以捉摸的是,究竟是什么引發(fā)了大爆炸呢?普林斯頓大學(xué)的物理學(xué)教授，保羅·斯坦哈特（Paul Steinhardt）提出的火劫宇宙理論（Ekypyrotic universe theory 也稱之為循環(huán)宇宙理論）告訴我們：這是由兩個(gè)像“膜”（譯注：具體參見霍金的演講：《膜的新世界》）一樣的三維世界在第四維空間發(fā)生碰撞所造成的。基于這一理論,大爆炸就是因?yàn)閮蓚€(gè)“平”的三維世界（像晾在衣架上的床單那樣平行排成一列）彼此相撞，并粘在一起而產(chǎn)生的。這種碰撞會(huì)產(chǎn)生動(dòng)能，從而引起這個(gè)“平面”發(fā)生宇宙大爆炸，而我們便處于這個(gè)新形成的宇宙中。然而，這有悖于宇宙大爆炸是由奇點(diǎn)（譯注：singularity，大爆炸宇宙論所追溯的宇宙演化的起點(diǎn)）爆發(fā)的這一主流觀點(diǎn)。如果火劫宇宙理論是正確的,它將引發(fā)一些有趣的問題，例如：宇宙的外面又是什么呢？在宇宙大爆炸之后不到一秒的時(shí)間里，出現(xiàn)了另一個(gè)大爆炸，它為宇宙大爆炸提供了更多的推力，這個(gè)推力就是暴脹。有人認(rèn)為暴脹造成了宇宙大爆炸的后續(xù)影響，并把這個(gè)后續(xù)影響命名為宇宙微波背景（the cosmic microwave background,即宇宙學(xué)中“大爆炸”遺留下來的熱輻射），這種輻射的溫度理論上在整個(gè)宇宙中都非常近似。然而，根據(jù)美國航空航天局（NASA）發(fā)射的威爾金森微波各向異性探測(cè)器（譯者注：Wilkinson Microwave Anisotropy Probe，是美國國家航空暨太空總署的人造衛(wèi)星，目的是探測(cè)宇宙中大爆炸后殘留的輻射熱）和歐洲太空總署（European Space Agency）發(fā)射的普朗克衛(wèi)星（Planck satellite）接收到的數(shù)據(jù)顯示，這可能不是真的。事實(shí)上，數(shù)據(jù)顯示，我們已知的宇宙的一側(cè)比另外一側(cè)溫度更高。故得出結(jié)論：宇宙是不對(duì)稱的。
關(guān)于為什么宇宙是不對(duì)稱的，現(xiàn)在有兩種說法：一個(gè)是存在某個(gè)能量場(chǎng)（譯者注：energy field，一個(gè)物理概念）能扭曲我們的宇宙；另一個(gè)則是我們的宇宙與其他一個(gè)或多個(gè)宇宙發(fā)生了碰撞而導(dǎo)致不對(duì)稱。研究人員說，假使宇宙是不對(duì)稱的，這也不會(huì)影響我們所了解的物理基本定律，但同樣又追溯到了我們之前提出的問題：宇宙之外是什么呢？2.我們的宇宙可能會(huì)與另一個(gè)宇宙發(fā)生碰撞多元宇宙理論是一個(gè)頗為有名且讓人難以置信的理論。實(shí)際上，的確存在其他的宇宙與我們的宇宙平行。用最恰當(dāng)?shù)念惐葋斫忉尩脑挘@就像一個(gè)公寓的樓層一樣，每一層樓彼此相連卻又獨(dú)立于其他樓層。那么問題來了，如果其他宇宙不在自己的位置好好呆著，而與我們的宇宙發(fā)生碰撞，將會(huì)導(dǎo)致什么后果呢？不過這種情況一旦發(fā)生，我們也無法再回答這個(gè)問題——我們還來不及發(fā)出一絲聲響宇宙間就已經(jīng)以光速發(fā)生了碰撞。然而，如果能將碰撞的速度放慢，理論上我們會(huì)看見天空中出現(xiàn)一面巨大的鏡子朝地球飛來。這將會(huì)是我們見到的最后景象，因?yàn)橛钪媾鲎菜查g我們都會(huì)消失。
好消息是，宇宙相撞是我們能想象到的最糟糕的情況，但這種相撞發(fā)生的可能性微乎其微。不過一些物理學(xué)家認(rèn)為，我們的宇宙有可能已經(jīng)和另一個(gè)宇宙發(fā)生過碰撞。最簡(jiǎn)單地說，費(fèi)米悖論（the Fermi paradox）就是“他們都在哪里？”（譯者注：這個(gè)問題里的“他們”所指的就是外星人。物理學(xué)家費(fèi)米的意思并非探尋外星人的位置，而更像是理直氣壯地質(zhì)問：“外星人為什么還沒有出現(xiàn)在我們面前？”）為什么我們探測(cè)不到一絲有關(guān)外星先進(jìn)文明的痕跡？人們之所以確信有外星人存在，是基于以下4點(diǎn)：第一，我們的太陽系并不特別，在星系中還存在著無數(shù)的星球。與其他恒星相比，我們的太陽還相當(dāng)年輕，存在的時(shí)間要比其他恒星晚了數(shù)十億年。太陽只不過是一顆普通的恒星，在此我們暫時(shí)也把地球當(dāng)作是一顆普通的行星，那么宇宙中就很有可能存在著與地球相類似的，即有生命體的行星。在這些應(yīng)該存在生命體的行星中，即使有少數(shù)星球移動(dòng)的速度像人類行走的速度一樣緩慢，也只不過需要幾千萬年就能環(huán)游整個(gè)宇宙，早該與我們相見了。照理說，宇宙歷史長(zhǎng)達(dá)138億年，這其中的某一時(shí)刻應(yīng)該產(chǎn)生了某種形式的生命。這個(gè)可能性看似很大，但我們至今卻還是沒能找到一個(gè)明確的證據(jù)來證明宇宙中除了人類以外還有別的生命體存在。
費(fèi)米悖論引發(fā)了各種離奇的假說，如“動(dòng)物園假說（zoo hypothesis）”，該假說認(rèn)為外星生命不愿與人類接觸，而只在我們毫不知情的情況下觀察人類。還有的假說認(rèn)為，生命就像用電腦編寫的模擬游戲，只不過游戲程序設(shè)定了人類是宇宙中唯一的生命體。翻譯/Freya然 導(dǎo)語+10+9； Fernweh 8+7； 北冥有魚湯 6+5； Nicey 4+3； lisha 2+1
|
