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宇宙的誕生緣於許多巧合,而這只是其中之一

為什麼總是剛剛好?

宇宙的誕生緣於許多巧合,而這只是其中之一

世界從何而來?宇宙從何而來?世界為何是這樣?宇宙為何是這樣?這些都是人類一直在詢問的終極問題。

世界和宇宙究竟是什麼樣的?針對這個問題我們可以通過不同的尺度來進行體驗。在相對較小的尺度上,宏觀宇宙是不均勻的。行星和恆星是聚集在一起的物質,而天體間的空間卻是空曠的。從再大一點的尺度上來看,星系是聚集在一起的物質,星系之間是空曠的;星系群和星系團是聚集在一起的物質,而星系群和星系團之間的宇宙是空曠的;星系群和星系團在更大的尺度上形成了一種纖維狀結構,也就是所謂的宇宙蛛網,是聚集在一起的物質,而這些纖維結構之間又是空曠的。

如果把尺度再放大一點,那麼這個宇宙卻呈現出一種接近均勻分布的狀態。無論哪裡,物質的密度都差不多。

但宇宙剛誕生時候的密度,在所有尺度上都是基本相同的。直至1990年代,宇宙學家才發現宇宙中某些區域的密度要稍高於平均值,某些區域的密度又稍低。宇宙在早年是相當均勻的,且各部分之間的差異非常小。

宇宙的誕生緣於許多巧合,而這只是其中之一

正是由於這些差異的存在,今天的宇宙結構才能形成。假如宇宙是完全均勻的,那麼物質就無法聚集在一起,引力起不到作用,恆星、行星也就無法出現。

這種細微差異的大小,會導致最終形成截然不同的宇宙。宇宙大爆炸和暴脹結束後,空間固有的能量將轉化成物質和輻射。但是宇宙各處的溫度卻並不是都一樣的,因為暴脹把存在於量子尺度上的這種差異擴張到了整個宇宙。這種量子尺度上的差異造成了宇宙各處密度的細微不均勻。

關鍵在於這種不均勻存在於多大的尺度上,它們的級別有多大。假如暴脹發生在更低的能量級上,假如暴脹擁有與我們這個宇宙當初發生過的暴脹不同的特性,那麼這一尺度可能會比實際情況低很多倍,甚至於幾十億倍。

而這才是最關鍵的一點,因為宇宙結構是經歷了很長時間才慢慢產生的。假如原初的差異稍小一點,那麼當我們這個宇宙被暗能量主宰之時,宇宙中的物質會還沒有來得及被引力束縛。宇宙加速膨脹時,太空中甚至連第一顆恆星都還沒有來得及產生,宇宙中也將永遠也不會有恆星產生。

當然,假如沒有暗能量,那麼無論這些原初不均勻有多小,只要給以足夠長的時間,宇宙中總會有物質聚集起來,宇宙的結構總會出現。但現實中暗能量確實存在。恰到好處的不均勻才使得宇宙中的物質通過引力互相束縛在一起。

宇宙的誕生緣於許多巧合,而這只是其中之一

假如這些差異稍有不同,那麼宇宙的結構就會和今天大相徑庭。差異稍小,宇宙會空無一物;差異稍大,宇宙在很早的時候就會塞滿黑洞。

宇宙的誕生緣於許多巧合,而這只是其中之一。打個不怎麼恰當的比喻就是,假如宇宙大爆炸的力度稍小一點,我們今天就不會在這裡。

本文為頭條號作者原創,未經授權,不得轉載。

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