有时候你有没有想过,为什么我们那么地孤独?宇宙明明这么大,为什么这么久都没有发现外星生命,哪怕仅仅是个单细胞生物?
物理学家费米曾经提出过“费米悖论”,大致意思是:按照人类目前的能力,最少只需要100万年就能横穿银河系,那么外星人只要比人类早出现100万年,现在应该来到地球了,然而并没有。
为什么我们没有见过他们?是他们真的没有来过?还是他们早就来了,只是一直在默默地监控我们?
又或者,之所以地球会产生生命,只是因为我们生活在宇宙的一个特殊区域吗?
或许,我们真的只是因为生活在宇宙中的一个特殊区域,才产生了生命,进化出了文明。
一样?还是特殊?
在人类刚有“星球”这一概念时,当时的天文学家普遍认为,地球是宇宙的中心,不论是太阳、月亮还是行星、恒星无一不是围绕着地球旋转。同时他们认为地球是一个十分特殊的地方,与宇宙其他地区截然不同。
不过在踏入现代科学后,科学家在研究物理定律的过程中逐渐意识到,地球并不像前辈认为的那般特殊。
就像爱因斯坦狭义相对论中提出的“洛伦兹不变性”就是很好的例子。这指的是物理定律不论在宇宙任何观测系统下都是完全一样的。
而牛顿在刚解出地球上的万有引力定律时,也立刻想到了一定是相同的力使得月球绕地球旋转,地球绕太阳旋转,并且天空上放射光芒的恒星也都是受着一样的力。
也就是说,对于宇宙来说,科学家都认为其在大尺度上是均匀且各向同性的,这意味着宇宙中任何观察者在宇宙任何角落看到的内容都大致相同。差异仅存在于局部,就像是同样是岩石行星,地球因运行于宜居带内而环境优美,而一些拥有两个太阳的行星则被炎热的沙石覆盖。
当你站在上帝视角时,只要眼睛不聚焦,那么不论是行星、恒星、星系还是黑洞看起来都是一样的。各向同性让我们的宇宙处处相同,不存在什么特殊区域。
但是,在我4月28日的一篇文章中也提到了,科学家已经发现了宇宙中的一种物理常数——精细结构常数会存在不同,这个常数关系到电磁力的强弱与原子的稳定性。
这就意味着,宇宙“各向同性”可能存在缺陷。毕竟我们目前只知道物理常数是多少,只能够测量出它的值,但是有关于“这些物理常数是什么”、“怎么出现的”这些问题我们还一问三不知。
因此,我们完全有理由认为,我们可能真的生活在宇宙的一个特殊区域,这个区域有着适宜生命发生且存在的物理常数,能够让恒星恰好点亮
可能就在某个边界外,那里的宇宙常数就会变得不适宜生命,至少不适宜我们这种生命生存,尽管看上去可能那边的恒星一样发光发热,但是就因为某个常数的细微差别,导致那个区域无法产生智慧生命。
当然,以上目前都仅是猜测,感兴趣的朋友可以去看我4月28日发布的文章。
虽然这些都是猜测,但有一点是可以肯定的,那就是我们肯定生活在宇宙中的一个特殊时期
我们的运气不错
可以说人类的运气还是不错的。
我们都知道,宇宙正在不断加速膨胀
宇宙大爆炸和宇宙演化的证据都将被抹去。那个年代的天文学家将永远不会像我们现在这样理解宇宙和认识宇宙。
同时,地球基本上属于诞生最早的那批岩石宜居星球。
地球很早就参与了地球演化的派对,根据计算,当太阳系在46亿年前刚刚诞生之时,宇宙中只产生了约8%的可移居行星。这场演化派对会一直持续下去,哪怕60亿年后太阳熄灭也不会停止。
这个结论来自于美国哈勃太空望远镜和开普勒天文望远镜收集的数据,可以看出,地球与宇宙中其他宜居星球相比诞生地相当早。
整个太阳系诞生的时间也恰到好处,根据目前的理论,银河系曾经经历了一个恒星的“婴儿潮”,在这个过程中恒星以惊人的速度大量产生,根据测算,那时造星的速度是今天的30倍。不过我们的太阳有些迟到,它诞生在“婴儿潮”的末期。银河系的造星运动大约在100亿年前达到了高峰,而太阳系直到50亿年前才形成。
不过错过“婴儿潮”也并没有多么糟糕。太阳系的“晚生晚育”实际上促进了整个星系的健康生长。
行星与恒星不同,恒星主要由氢这样的
正是这些重元素为银河系提供了丰富的原材料,为后期岩石行星乃至地球和人类的产生提供了物质基础。
而且,现在银河系很低的造星频率也为人类文明的发展提供了很大的优势。因为早期产生的大质量恒星不论是日常运行中还是最后的超新星爆发都会产生大量的辐射,那时的行星将会很容易被高能伽马射线爆洗地,这样的环境基本上不会产生有机物。
同时,大量的光污染也会影响对于宇宙其他区域的观测,影响文明的发展与科学进步。
尽管宇宙在一百多亿年的生命里已经产生了大量的恒星,但这些恒星消耗的氢气与氦气的比例仍旧非常低。所以哪怕今天的宇宙恒星诞生速度已经比原来慢得多,但是仍旧有雨多残余气体可以使用,宇宙接下来也会孕育大量的恒星与行星,最后一颗恒星将在100万亿年后燃烧殆尽。
根据计算目前银河系内约有10亿个地球大小的行星,其中很大一部分是岩石行星,如果将眼光放大到宇宙1000亿个星系内,类地行星的数字将会飙升。我们之前说了,当地球产生时,宇宙的可移居行星只产生了8%,这就意味着这1000亿个星系中的类地行星有相当比例比地球晚。
诞生的晚也有一个劣势,宇宙中恒星的平均大小会随时间的推移逐步变小,最终将变成个头很小的红矮星。红矮星的热辐射很低,因此宜居带距离仅为太阳的
总之,我们的地球恰好形成与一个合适的时间段,人类才得以出现。
总结
在文章末尾,让我们回归题目:“我们生活在宇宙的特殊区域吗?”答案是:有可能,但是我们更可能生存在宇宙的特殊时间段。
我们恰好错过了银河系初期伽马射线暴四处洗地的时期,恰好错过了造星初期一片荒凉没有重元素的时期,恰好没有诞生在宇宙膨胀到无法观测到其他星系的时期,恰好诞生在多数类地行星和红矮星为主流之前
我们完全有理由认为,人类可能是宇宙的第一批文明,一系列的恰好造就了我们。你可能认为,怎么可能碰上这么小的概率呢?但是你想想,不正是有其他几万亿颗类地行星冲在前面当炮灰,才轮到我们一颗行星的繁荣吗?
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