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多元宇宙:我们为什么存在的奇妙解答

科学探索万象经验2023-06-15

宇宙学界的一个热门研究主题是多元宇宙的概念。如果我们生活在一个多元宇宙中,这意味着存在多个完全独立于我们熟悉的宇宙。为什么科学家会认为多元宇宙可能存在?为此,我们需要考虑最令人费解的谜团——我们为什么存在的问题。

我们的存在需要一些非常奇特的巧合,它要求物理定律恰到好处:它需要引力按照它的方式工作以形成恒星,并使行星绕着它们运行;它需要导致恒星燃烧的核物理学;更基本的是,它需要电磁定律和量子力学保持它们现在的样子,因为这是形成原子、分子所需要的。

如果我们稍微改变物理定律,宇宙会有什么变化?我们可以举出无数的例子来说明微小变化产生的后果,但是这里我们只选择其中一个例子,这个例子涉及质子和中子的质量。中子比质子稍重,准确地说只重0.1%。假设我们做了一个小改动,质子变成了较重的粒子。你可能会认为这只是一个微小的差异,但所产生的结果却是巨大的。

首先,当宇宙还很年轻时,它完全由氢和氦的原子核组成。氢具有一个质子,而氦包含两个质子和两个中子,它们是在大爆炸后三分钟的短时间内创造出来的。其次,虽然原子核在三分钟内形成,但实际形成原子需要更长的时间,大约需要380000年所。所以在最终变成氢原子之前,裸质子存在了很长的时间。再次,我们需要知道孤立的中子在大约15分钟内衰变成质子和其他粒子,而质子的寿命似乎是无限的。中子衰变成质子而不是质子衰变成中子的原因是中子比质子重,所以如果我们交换质子和中子的质量,质子会衰变成中子和其他粒子。