生命“諾亞方舟”駛向早期宇宙之海
在早期宇宙中可能存在生命,出乎意料的推斷將宇宙生命的起源追溯到了宇宙誕生的嬰兒時(shí)期,外星生命甚至“外星人”可能在宇宙誕生的初期已經(jīng)存在??茖W(xué)家計(jì)算了一組數(shù)據(jù),在“開天辟地”的宇宙大爆炸后的1500萬年,巖石狀行星的表面可能有液態(tài)的水,這是生命產(chǎn)生的先決條件。哈佛大學(xué)位于馬塞諸塞州的坎布里奇市,哈大的天體物理學(xué)家亞伯拉罕·勒博受到了靈感的啟發(fā),解釋了為何在宇宙早期階段存在液態(tài)的水,他認(rèn)為維持液態(tài)水的能量可能來源于宇宙微波背景輻射,恒星對行星的熱輻射也可能是液態(tài)水的能量之源。越是接近宇宙大爆炸的時(shí)刻,宇宙微波背景輻射的溫度越高,反之,越是遠(yuǎn)離宇宙大爆炸的時(shí)刻,宇宙微波背景輻射的溫度越低。
微波背景輻射遍布于整個(gè)的宇宙空間,它是宇宙大爆炸熱輻射留下的余輝,作為“自然遺址”的宇宙背景輻射的溫度目前保持在2、7開氏度或絕對溫度以上2.7攝氏度。宇宙背景輻射現(xiàn)在的溫度不能為生命的誕生和進(jìn)化輸入必需的熱量,然而,在宇宙大爆炸后的1500萬年,宇宙背景輻射的溫度比“低得不能再低”的2.7開氏度高出了太多,達(dá)到了溫和的或不高不低的300開氏度,暖洋洋的溫度條件為液態(tài)水的形態(tài)和生命的誕生準(zhǔn)備了條件。
勒博在蒼天啟示錄的啟示下給出了令人匪夷所思的解釋,在宇宙誕生后不久的時(shí)期,巖石狀行星隨之形成,物質(zhì)和能量的密度在早期宇宙的時(shí)空區(qū)域大得超乎想象,大質(zhì)量和短生命周期的恒星在物質(zhì)和能量大密度的時(shí)空中產(chǎn)生,大質(zhì)量的死亡恒星通過超新星暴的方式釋放了重的物質(zhì)元素,金屬元素的物質(zhì)經(jīng)過了相互的聚合和擠壓,最終行成了巖石狀的行星。重元素物質(zhì)是構(gòu)造行星的基本材料,在大約2百萬年到3百萬年的一段時(shí)期,在所有巖石狀行星的表面可能有液態(tài)的水,早期宇宙與“宜居行星”的概念不同,早期宇宙有過氣候宜人或溫度適宜的條件,滿足了生命“宜居”性的條件。

天文學(xué)家不需考慮行星到恒星的距離,以此判斷宜居性的尺度范圍,整個(gè)的宇宙空間曾經(jīng)是“生命孵化器”。勒博的觀點(diǎn)挑戰(zhàn)了宇宙學(xué)領(lǐng)域十分流行的“人擇原理”,它是“人為自然立法”的一種宇宙學(xué)理論,多種多樣的物理參數(shù)在宇宙演變中似乎被某種神明的力量“喚醒”了,這些物理參數(shù)被有目的和有秩序地調(diào)整為精確的狀態(tài),最終滿足了人的生命誕生的要求。地球生命的產(chǎn)生是多種物理參數(shù)按某種目的相互調(diào)整的產(chǎn)物,好似哲學(xué)理論的“目的論”或“萬物有靈論”,人擇原理強(qiáng)調(diào)了宇宙誕生和演化的目的是為人類服務(wù),人是宇宙誕生和運(yùn)行的觀察者。
人擇原理與多重宇宙的概念相一致,在多種宇宙體系中,每一個(gè)宇宙都建立了不同物理參數(shù)的基礎(chǔ),這樣的一套宇宙參數(shù)產(chǎn)生了這個(gè)宇宙,那樣的一套宇宙參數(shù)產(chǎn)生了那個(gè)宇宙,在多重宇宙中,有些宇宙出現(xiàn)了適合生命活動(dòng)的物理參數(shù),好似人類所在宇宙的太陽系,在太陽系內(nèi)的地球誕生了智慧的生命。1980年代,諾貝爾獎(jiǎng)得主、物理學(xué)家史蒂文·溫伯格在論證空間膨脹理論時(shí)應(yīng)用了“人擇原理”,他認(rèn)為真空內(nèi)有可測性和最大值的固有能量或“真空能”,宇宙在固有真空能的作用下持續(xù)性地向外膨脹。

單位真空能的最大值極其微小,假如真空能的最大值很大,那么真空能足以撕碎宇宙中的各種天體和物體,包括地球、太陽以及人的身體。在1990年代,溫伯格在1980年代的計(jì)算和預(yù)測得到了某種證實(shí),在1990年代的后期,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了推動(dòng)宇宙膨脹的力量,“暗能量”已是天文學(xué)家和天體物理學(xué)家普遍使用的術(shù)語,真空能可能是時(shí)空中的暗能量,時(shí)空固有的真空能推動(dòng)了宇宙星系的相互分離。按照粒子物理學(xué)家的計(jì)算結(jié)果,單位暗能量的數(shù)值極其微小,暗能量比溫伯格計(jì)算的真空能高出了大約120個(gè)數(shù)量級。
支持多重宇宙論的物理學(xué)家認(rèn)為,暗能量存在于多重宇宙的時(shí)空,不同的宇宙有不同的真空能,我們的宇宙剛好有了特定數(shù)量級的暗能量,假如我們的宇宙有不同量級的暗能量,那么人類的存在將是一個(gè)問題,人們不可能在各個(gè)論壇上爭論歷史與文明的終結(jié)問題,討論人類和平與戰(zhàn)爭的遠(yuǎn)景。勒博指出了早期行星宜居性的可能,物質(zhì)和能量在“口袋宇宙”達(dá)到了十分高的密度,即使真空能增加了100萬倍,真空能或暗能量也不能阻止恒星和巖石狀行星的形成,生命在早期的巖石狀行星中可能誕生。勒博認(rèn)為,支持人擇原理的科學(xué)家不能從現(xiàn)在觀察的十分微小的單位真空能出發(fā),得出生命和人類只能出現(xiàn)在宇宙晚期或只能出現(xiàn)在數(shù)十億年之前的結(jié)論。
科學(xué)界對勒博的假設(shè)反響不一,馬里蘭大學(xué)帕克分校的生物物理學(xué)家克里斯托弗·加辛斯基反駁了勒博的假設(shè),他認(rèn)為很難設(shè)想生命出現(xiàn)在均勻而溫暖的早期宇宙,地球生命依賴于熱力學(xué)機(jī)理,太陽熱輻射為地球帶來了熱量,而宇宙微波背景輻射屬于冷輻射類型,只有某種散熱器的功能。塔夫斯大學(xué)位于馬塞諸塞州的梅德福市,該大學(xué)的宇宙學(xué)家亞歷山大·維蘭金解釋說,宇宙僅用200到300萬年的時(shí)間就哺育了智慧生命,即便條件成立,哺育生命的時(shí)間還是太短。位于新澤西州的普林斯頓大學(xué)高等研究所的物理學(xué)家弗里曼·戴森解釋說,生命可能比人們想象的情形有更強(qiáng)的適應(yīng)性,地球出現(xiàn)了智慧生命,不一定是偶然的,宇宙時(shí)空概念的宜居性可能十分廣泛。

(編譯:2021-12-19)