宇宙到底有精巧？看看光速就清楚了

发布时间：2023-09-11 10:02:38 所属栏目：动态来源：网络

导读： 　　就科学的观点而言，我们身处的这个宇宙好像是由高超的物理学技巧所创造出来的一样。只有在极严苛的物理环境下才能观测到它的存在以及运作原理，才能够在宇宙中形成现在我们所能看到的一

　　就科学的观点而言，我们身处的这个宇宙好像是由高超的物理学技巧所创造出来的一样。只有在极严苛的物理环境下才能观测到它的存在以及运作原理，才能够在宇宙中形成现在我们所能看到的一切，而哪怕是有一点点物理条件出现变化，那宇宙就会大不相同，甚至连我们人类都不可能存在。那么，宇宙到底有多精巧呢？其实看看光速就知道了。

　　我们知道，光速（指真空中的光速，下同）是宇宙中的一种速度极限，任何有静质量的物质都不能达到光速或超过光速，与此同时，光速也是一个物理常量，即光在真空中的速度永远都是每秒299792458米。那么，假设光速慢一点点或快一点点会怎么样呢？答案就是：我们人类就很可能不会在宇宙中存在。下面我们来看看这是为什么。

　　需要知道的是，包括我们人类在内的所有已知生命都是碳基生命，我们需要用碳元素作为有机物质的基础，而根据大爆炸宇宙论，在宇宙诞生之初，其实只存在一些简单元素，其中绝大部分都是氢和氦，而我们所需要的碳元素，其实都是在此之后形成的恒星通过核聚变反应生成的。

　　恒星通过核聚变生成碳元素的过程，其实就是三个氦-4原子核（He-4）聚变成一个碳-12原子核（C-12），其中的氦-4一部分来自早期宇宙，另一部分则是由氢原子核聚变而成，由于氦-4原子核也被称为α粒子，因此“三个氦-4原子核聚变成一个碳-12原子核”这个过程也被称为“3α过程”。

　　“3α过程”其实需要两步才能完成：1、两个氦-4原子核聚变成一个铍-8原子核（Be-8）；2、铍-8原子核与另一个氦-4原子核聚变成一个碳-12原子核。这看上去很简单是吧？然而实际情况却并非如此，因为“3α过程”顺利地聚变出碳元素需要一个必备条件，即：“3α过程”释放的能量，必须达到碳元素保持激发态的能量。

　　宇宙中的实际情况确实也是这样，测量数据表明，让碳元素保持激发态的能量为7.3至7.6MeV，而“3α过程”释放的能量为7.3367MeV。重要的是，让碳元素保持激发态的能量值，是由一个表征电磁相互作用强度的基本常数——精细结构常数（α）所决定的，而这个常数又与光速密切相关。

　　（↑精细结构常数的计算公式，其中e、0、c和h分别代表基本电荷、真空介电常数、光速和普朗克常数）

　　简单来讲就是，如果光速是可以变化的，那么精细结构常数当然也会变化，并且两者是反比例关系。所以，假如光速慢一点点，那精细结构常数就会变大一点点，这就会造成“3α过程”释放的能量达不到让碳元素保持激发态的能量值，要是这种状况持续不变的话，那么在太空中就不再会有任何的碳成分，没有了这些碳成分之后，也就不包括了我们所熟知的所有具有碳元素的智慧生命体。

　　那么，如果光速快一点点又会怎么样呢？答案就是：宇宙中的氧元素丰度就会大幅下降。为什么会这样呢？我们接着看。

　　在恒星的内部，氧元素的生成可以简单地描述为，一个碳-12原子核与另一个氦-4原子核聚变生成一个氧-16原子核（O-16），这就需要大量的氦-4原子核的参与。

　　正如前文所言，“3α过程”的第一步就是两个氦-4原子核聚变成一个铍-8原子核，但需要知道的是，铍-8是极为不稳定的，在生成之后大约2.6乘以10的负16次方秒之内，它们就会重新衰变成两个氦-4原子核。

　　如此短的时间，再加上“3α过程”释放的能量只是刚刚达到让碳元素保持激发态的能量，其生成碳-12的概率还是相对较低，这就会使很多铍-8原子核还没有来得及遇上另一个氦-4原子核就衰变了，因此恒星内部就会存在相当数量的氦-4原子核，这有利于氧元素的生成。

　　假如光速快一点点，精细结构常数就会变小一点点，在这种情况下，“3α过程”生成碳元素的概率就会大幅提高，如此一来，恒星内部就没有足够的氦-4原子核来参与生成氧元素的过程，这就会导致宇宙中的氧元素丰度大幅降低，进而使宇宙中没有足够的氧元素来支持包括我们人类在内的需氧型生物的生存。

　　看到这里，相信大家都对宇宙的精巧程度有了一个相对具体的了解，实际上，光速的“恰到好处”，只能算是宇宙精巧程度的冰山一角，毕竟宇宙中还存在着很多其他的物理常数和运行规律，如果它们也稍微变化一点，那宇宙也会大不相同。

　　那么问题就来了，宇宙如此精巧，难道是出自某种精心设计吗？这个问题其实并没有确定的答案，不过相对来讲，我们更应该对此持否定的态度，因为一个很简单的推理就是：宇宙中的种种规律，其实都是我们人类总结出来的，而如果宇宙不是现在这个样子，那也就不会有像我们人类这样的智慧生物来对其进行总结了。不过这些都是猜测，没有任何证据可以证明宇宙中存在外星文明，所以我们只能说宇宙中是有外星文明的，只不过他们不知道罢了。

（编辑：宁德站长网）

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