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我們能否接觸另一個宇宙的生命?

 斯郎曲培卓擁 2019-04-15
我們能否接觸另一個宇宙的生命?

在我們所生活的宇宙中,物質(zhì)占據(jù)了主導(dǎo),反物質(zhì)幾乎不存在。如果物理學(xué)常數(shù)不是現(xiàn)在這些數(shù)值,我們的宇宙將會與現(xiàn)在完全不同。

有證據(jù)表明,我們的宇宙可能不是唯一的宇宙。我們的宇宙可能只是眾多宇宙中的一個,所有這些宇宙構(gòu)成了一個更大的多元宇宙。如果平行宇宙存在,那么,其他宇宙中可能不僅會孕育出生命,而且也可能會出現(xiàn)智慧生命,只是它們會受到不同法則的支配。即使其他宇宙中的生命可能是熱愛和平的,但如果遇到他們也可能會導(dǎo)致災(zāi)難。

如果我們看到有生命突然出現(xiàn),首先擔(dān)心的是他們是否由反物質(zhì)組成,而不是像我們這樣由正物質(zhì)組成。我們的宇宙最初誕生的時候出現(xiàn)了物質(zhì)-反物質(zhì)不對稱的現(xiàn)象,反物質(zhì)幾乎都被湮滅掉,最終留下的基本都是物質(zhì)。而在其他宇宙中,如果反物質(zhì)更多一些,那么,那些宇宙將會主要由反物質(zhì)組成。

我們能否接觸另一個宇宙的生命?

對于其他宇宙的訪客,我們可以讓他們進行電荷宇稱不守恒測量,這樣就能馬上知道他們是由物質(zhì)還是由反物質(zhì)構(gòu)成。如果他們拿出來的東西與我們宇宙中的物質(zhì)相遇之后會發(fā)生湮滅,那他們就是反物質(zhì)。反之,他們與我們一樣都是物質(zhì)。

如果其他宇宙的基本常數(shù)與我們的宇宙不同,他們的物質(zhì)就會有不同的表現(xiàn)。改變組成粒子的質(zhì)量或者它們相互作用的強度,物質(zhì)本身的性質(zhì)就會改變。即使改變一個與宇宙物質(zhì)并無太多關(guān)系的頂夸克的質(zhì)量,這也會微妙地改變一個質(zhì)子的質(zhì)量。

只要物理學(xué)常數(shù)發(fā)生變化,那么,原子和分子的性質(zhì)就會不同。由于原子的躍遷會發(fā)生偏移,我們宇宙中氫原子能夠吸收的能量不會被其他宇宙的氫原子吸收。通過觀測他們飛船對太陽光的反射和吸收光譜,就能知道他們的物理常數(shù)是否與我們的相同。

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但如果他們的宇宙遵循的物理定律與我們的完全不同會怎樣?當(dāng)然,進行物質(zhì)/反物質(zhì)測試和基本常數(shù)測試是很重要的,但這并不能完全概括不同宇宙之間可能存在的根本差異。

例如,與我們的宇宙相比,其他宇宙中可能存在不同的基本力和基本粒子。因此,其他宇宙可能由完全不同形式的物質(zhì)構(gòu)成。如果其他宇宙的文明已經(jīng)掌握了平行宇宙之間的穿越,那么,他們很有可能比我們知道更多的基礎(chǔ)物理定律。

在我們的宇宙中,目前已知的基本力有四個,它們在更高的能量下會統(tǒng)一嗎?電磁力和弱核力在宇宙中統(tǒng)一的溫度大約是幾百億億開爾文,強核力和引力也可能在更高的溫度下統(tǒng)一。

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但其他宇宙會怎樣呢?即使其他宇宙擁有同樣的基本力,這些力是否會以同樣的方式統(tǒng)一?它們的統(tǒng)一對稱性是否與我們的能量相同?這些差異可能會導(dǎo)致粒子的行為出現(xiàn)巨大的差異,在與其他宇宙發(fā)生潛在的致命接觸之前,物理學(xué)家希望得到一個答案。

另外,其他宇宙的生命是像我們一樣的三維生物,還是生活在不同的維度?如果他們生活在更高的維度,我們對于他們而言如同“蟲子”。而如果他們生活在更低的維度,他們對于我們而言如同“蟲子”。

其他宇宙中的質(zhì)量是否像我們宇宙那樣意味著同樣的東西?我們有一種大膽的方法來驗證這一點:通過愛因斯坦的等效原理。對于一個有質(zhì)量的物體,在其之上施加一個力,它會根據(jù)著名的牛頓第二運動定律加速:F = ma。

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另一方面,如果觀察引力對有質(zhì)量物體的影響,它會產(chǎn)生一個與物體質(zhì)量直接相關(guān)的引力。在牛頓引力理論中,遵循萬有引力定律F=GMm/r^2。在愛因斯坦的廣義相對論中,情況更復(fù)雜,空間被物體彎曲,曲率會導(dǎo)致加速度,但結(jié)果仍然與質(zhì)量成正比。

那么,這兩種質(zhì)量——F=ma的慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量,在所有宇宙中都是一樣的嗎?或者在另一個宇宙中可能存在等效原理無法成立的情況嗎?

如果其他宇宙中不存在等效原理,這就意味著兩種不同類型的加速度會有根本的不同。推力,例如,由火箭引起的推力,將導(dǎo)致宇宙中運動的不同變化,而不僅僅是在引力的影響下加速。雖然在我們的宇宙中,這兩種質(zhì)量及其引起的加速度(引力和非引力)是等價的,差異僅為一萬億分之一,但我們根本不知道在另一個宇宙中是否會出現(xiàn)這種情況。

我們能否接觸另一個宇宙的生命?

如果我們遇到來自其他宇宙的訪客,我們所能做的應(yīng)該是向他們發(fā)送簡短易懂的信息。如果我們的宇宙與他們有著相同的電荷,電子和原子核有著相同的方式結(jié)合成原子,不同基本粒子的質(zhì)量比和復(fù)合粒子也是一樣的,再加上一點電荷宇稱不守恒的信息,他們可以立即知道他們的物理學(xué)定律和我們的一樣。

那么,如果和這樣的其他宇宙生物進行接觸安全嗎?可以想象,倘若其他宇宙生物有能力在多元宇宙之間穿行,他們會知道這個答案。

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