03.04 我們的太陽系如此完美,是什麼原因造成的?

扭轉科學


簡單說,是因為人擇原理造成的。

認為太陽系完美,這種觀念通常也會認為我們的宇宙是完美的,因為它不僅允許生命誕生,還產生了可以認知宇宙的人類,所以宇宙是完美的,為此許多人寫了許多文章論證宇宙的完美,這其中最經典的論證就是涉及我們所生存宇宙的一些關鍵常數,這些常數只要發生很小一點變化,我們所生存的宇宙就要面目全非,而我們自然也就要灰飛煙滅了,甚至壓根沒有誕生的機會呢。這段話的另一個意思是,如果我們的宇宙或者太陽系不是如此完美,那麼就不會有我們來討論來讚歎它到底有多完美的可能性,這被簡稱為人擇原理。


讓我舉個簡單的例子瞭解下物理學常數的些微變化,將如何深刻影響我們的生存吧。

如果冰沉入水底,這世界會變成什麼樣

圖示:冰山的大部分都淹沒在水中,但它畢竟是可以浮在水面上的


比如,從現在開始,地球上新生成的冰的密度大於普通的海水的密度。

想一想,這麼簡單的變化,會影響到什麼呢?

圖示:解凍時的凌汛可能沖毀大壩造成災難


如果冰的密度比水重,那就意味著每年冬天生成的冰,將會沉到河底、湖底乃至海底,乍一看這似乎是好事兒,我們再也用不著破冰船了,只要水夠深,那麼冬天也不會影響到我們的水運了,泰坦尼克號的悲劇再也不會重演了,每年的凌汛危機也不用提防了,因為冰壓根不在水面上了,另外冬季也不影響捕魚了。

圖示:北冰洋的虎鯨再也不用發愁尋找呼吸孔了


且慢,除了這些馬上能想到的好處之外,你還能想到什麼害處嗎?

圖示:如果冰都沉底了,當然冰釣的樂趣也就沒有了

比如,冰如果都沉底的話,那麼底棲的生物可能就要倒大黴了,它們賴以生存的環境,現在將被冰塊覆蓋,這將是一場滅頂之災,由此可能引發一場連鎖的生態危機。

圖示:BBC冰凍星球中,由於超低溫鹽水沉入海底,導致沿途的貝類、海星、螃蟹等被冰凍而亡


但讓我們暫時把生態災難放在一邊,比起生態災難來說,沉入底部的冰塊的巨大危害爆發速度可能比生態災難來得快得多,因為沉入底部的冰塊越多,這些冰塊安然度過春天、夏天和秋天的機會就越大,當冬天再次來臨的時候新的冰塊沉積到老的冰塊之上,這個循環一旦開始,就意味著冰塊會越來越多,而伴隨著冰對陽光的反射,地球將會全面降溫,這導致更多的冰塊生成,這樣的循環一旦啟動,那麼壓根要不了多長時間,我們的地球就會變成一個大雪球,而人類文明可能也就將就此終結。

圖示:地球歷史上曾經陷入過好幾次雪球地球危機,每一次這樣的危機都是因為火山大爆發才解開封凍,讓地球生命重獲新生。


你看,就這麼一點小小的變化,我們都無法承受。

那為什麼冰的密度比水小呢?現在你意識到,這可是一個生死攸關的大問題呢。

這是因為水由2個氫原子和1個氧原子組成的。而氧原子吸引電子的能力比氫原子強,這導致水分子中的氧原子其實帶有部分負電荷,而氫原子則帶有部分負電荷,雖然水分子整體並不帶電,但不妨礙構成它的原子都帶有部分電荷,而相鄰的兩個水分子彼此之間,可以通過這些部分正負電荷產生微弱的吸引力,這個吸引力被化學家們稱為氫鍵。

圖示:水分子氧原子間的排斥力和氫鍵形成是冰的密度小於水的關鍵原因


當水開始冷卻時,它最初像所有液體一樣開始收縮體積,當水溫降到4攝氏度時,它達到最大密度,當溫度進一步降低時,水的密度不再繼續增加反倒開始下降,這是因為水分子中帶有部分負電荷的氧原子彼此排斥對方的靠近,這阻止了密度的增長,與此同時彼此靠近的水分子之間開始利用氫鍵形成更加規律的結構,這個結構降低了水的密度,最終讓冰的密度低於水,從而讓冰塊可以漂浮在水面上,而這都和電荷之間的排斥力有關,而這個力的大小是由一個物理學常數庫倫常數決定的。

圖示:電荷之間的作用力大小由庫倫常數決定

圖示:真空中的庫倫常數值


當前物理學家們測量到的庫倫常數的值大約為8.98755178736817×10^9,如果這個常數稍微變小一點點,比如變成8.98755178736816×10^9啥的,那麼水分子間的排斥力就會小一些,那麼當溫度下降時,水分子就可以聚集得更加密集一些,這樣當它形成冰塊時,就可能形成比液態水密度更大的固體,那麼冰塊就會沉底了!


當然,庫倫常數要是發生變化,那麼絕不僅僅是冰塊的密度會發生變化這麼簡單,我在這裡做了徹徹底底的簡化,真實情況可要複雜得多,事實上這個常數要是變了,整個宇宙都要發生巨大的改變,所有化學規律都要重寫,甚至包括恆星的形成與它的壽命長短等等。

如果宇宙只有一個,那麼這樣完美的宇宙就是不可思議的。

從數學概率論的角度看,如果宇宙只有一個,而它恰好就是完美的,能支持生命誕生併產生出智能生命來,這樣的概率大概非常接近零,所以一些人相信宇宙有個設計者,是它精確地調整了一系列基本物理學常數,最終才有了我們這個宇宙,但這種觀念並不受所有人歡迎,而且顯得在思維上懈怠,這意味著任何問題都交給這位設計者就完事了,我們不必思考任何艱難的問題。


所以,為了解決這個惱人的形而上學問題,一些物理學家提出了各種各樣的解決方案,其中的共性都必然涉及到許多宇宙乃至無限多宇宙的概念,只有當宇宙的數量足夠多時,那麼再微小的概率也能成真。


不過,鑑於我們還沒有發現別的宇宙真實存在的線索和證據,因此當前關於宇宙常數為何恰好如此時,更多的是一個哲學問題而不是一個真的的科學問題。不過,思考這樣的問題能給我們帶來樂趣,不是嗎?


裸猿的故事


太陽中的氦將轉變成重元素,太陽的體積也將開始不斷膨脹,直至將地球吞沒。在經過一億年的紅巨星階段後,太陽將突然坍縮成一顆白矮星--所有恆星存在的最後階段。再經歷幾萬億年,它將最終完全冷卻,然後慢慢地消失在黑暗裡。太陽是距離地球最近的恆星,是太陽系的中心天體。體積是地球的130萬倍。在銀河系內一千多億顆恆星中,太陽只是普通的一員,它位於銀河系的對稱平面附近,距離銀河系中心約26000光年,在銀道面以北約26光年, 它一方面繞著銀心以每秒250公里的速度旋轉,另一方面又相對於周圍恆星以每秒19.7公里的速度朝著織女星附近方向運動。其中心區不停地進行熱核反應,所產生的能量以輻射方式向宇宙空間發射


從頭aa再來


原創思想,我們的太陽系如此的完美,因為我們是完美的,所以我們的太陽系就有著如此的完美了。因為宇宙是相應性的是結合著智能性的信息性的鏡像性的反應性出來的,而就可以抽象性的反推演著宇宙的這個信息性的模擬性出來了,而就認為太陽系的完美性是結合著我們的智能性的信息性反應性了。是因為有著我們的智能性智慧性的存在,而就造成出同步性的智能性的這種完美性的反應性出來了,而我們的太陽系如此的完美性就是這樣的原因而造成出來的了。但不知是不是這樣的認為,而下面就交給磚家們繼續的討論吧!


踏浪而來37326050


太陽系如此秩序井然,是其各天體的固有原動力和相互間引力構成的,沒有別的。


中承明


太陽系真的完美嗎?那麼恐龍怎麼會滅絕?


外星隧道


原始物質旋轉、凝聚、分離再凝聚、再調整、再碰撞再調整的過程!

就好像我們攪一盆水使其旋轉,假使沒有盆沿會怎麼樣一樣,這個過程需要我們去想像!


預知昊海


不知何出此言。不過你覺得美就可以了,欣賞是美德。


向之初


她完美在哪裡?什麼叫不完美的太陽系?作為太陽系中的一員,你為什麼如此偏執?作為一個人,我知道存在更高等級的生命智慧,但是,我永遠只追尋自然規律的認識方法,我絕不會用崇拜代替我追尋真理的步伐


愛因斯坦也是民科二


自然造成的,自然從來就沒有為什麼。


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