“微調的宇宙”是幻覺嗎?科學家對多元宇宙的流行論點提出質疑
基礎問題研究所(FQXi)的一份新報告重新評估了宇宙被精細“微調”以孕育生命的說法,對流行的多元宇宙論點提出了挑戰。
幾十年來,物理學家一直困惑於為什麼我們的宇宙似乎被精細微調為孕育智慧生命的狀態。人們普遍認為,如果某些物理參數的值,如基本粒子的質量,被調整,哪怕是輕微的調整,都會阻止宇宙中生命所必需的組成部分的形成–包括行星、恆星和星系。但是FQXi最近的研究提出智慧生命可能是在截然不同的物理條件下進化的。這一說法破壞了支持平行宇宙的多元宇宙存在的一個主要論點。
“根據新的計算,其中一些物理參數產生生命所需的調諧結果不如在你的收音機上捕捉一個電台所需的調諧那麼精確,”FQXi 報告的作者Miriam Frankel說,該報告是在John Templeton 基金會的支持下產生的。“如果是真的,表面上的微調可能是一種錯覺,” Frankel補充說。
在過去的幾十年裡,微調的主題吸引了一些物理學家的關注。通過探測宇宙的物理規律和精確確定物理常數的數值–比如基本粒子的質量和力的強度–物理學家發現,這些數值中令人驚訝的微小變化會使宇宙變得毫無生氣。這導致了一個難題:為什麼物理條件似乎是為人類生存“量身定制”的?
一些物理學家通過援引多元宇宙理論來解釋這些偶然的條件,該理論指出,存在著無限多的平行宇宙,每個宇宙都有不同的物理參數。在多元宇宙的框架內,人類應該在其中一個平行現實中進化,而其中的條件恰好適合我們居住,這並不令人驚訝。因此,微調之謎消失了。
但是其他科學家仍然對我們的宇宙是否為生命進行了微調表示懷疑。在FQXi的深度報告中,Frankel探討了微調研究的複雜歷史,包括對它的潛在解釋–比如那些來自弦理論和多元宇宙框架的解釋–並評估了直接和間接實驗測試這些解釋的建議。報告隨後概述了關於微調是一種幻覺的論點,指出生命可能採取與天真想像非常不同的形式,如果認為多個物理參數同時變化,可以緩解任何明顯的微調問題。這表明,宇宙可能不是那麼微調的;它可能能夠在比最初想像的更廣泛的情況下產生生命。
密歇根大學的天體物理學家和微調問題專家Fred Adams說:“本報告中概述的發展強調,微調問題比以前討論的問題更加細微,相關物理參數的允許範圍更廣。”例如,人們經常說,即使微妙地改變支配原子核的力的平衡,或自然界基本常數的值,也可能影響恆星中碳的形成–有機生命發展所需要的,或影響恆星的壽命,從而阻止它們為可居住行星的存在提供足夠的能量。但是恆星結構的方程式可能比大多數人意識到的有更多的解決方案。Adams說:“恆星可以在基本常數發生重大變化的情況下繼續運行,”他的工作在報告中得到了介紹。“此外,如果一個特定的天體物理過程變得無法運行,那麼(通常)另一個過程可以取代它,幫助為宇宙提供能量。”
“微調的說法長期以來一直存在分歧,”FQXi 的科學項目經理David Sloan說,他是英國蘭卡斯特大學的物理學家,他編輯了劍橋大學出版社2020 年出版的《物理宇宙中的微調》一書。“當生命所需的參數似乎出現在可疑的狹窄區域時,我們尋求將此解釋為巧合或宇宙陰謀。發現這些區域可能更廣泛,或者存在其他允許生命存在的區域,削弱了對此類解釋的需求。可能根本沒有陰謀,”Sloan說,他的研究也出現在報告中。