暴脹論開 平行宇宙可成真 《來自星星的你》非科幻情節
鉅亨網新聞中心
圖片來源:香港文匯報
韓劇《來自星星的你》有一位在地球生活的外星人都敏俊,你又有否想過,在另一個宇宙,有另一個一模一樣的你,甚至真的遇上都敏俊?這就是科學家爭議不休的平行宇宙理論,目前它未能證實,但美國科學家早前宣布偵測到138億年前宇宙大爆炸的原初引力波,有助印證宇宙經歷過暴脹階段,更因此容許平行宇宙存在,「另一個你」或許不再是科幻情節。
據香港《文匯報》報導,平行宇宙(parallel universe)又稱多重宇宙(multiverse),在暴脹理論的假設下,宇宙大爆炸後的瞬間,時空各區域暴脹速度迥異,有的繼續膨脹,其他逐漸穩定,導致時空多維發展,形成平行宇宙,每個宇宙互不聯繫,擁有各自的物理規律。
平行宇宙之間大異其趣,有些會出現難以想像的古怪生命體;有些完全沒星星,只有一片漆黑冰冷;不過有些可能會與人類所處的宇宙非常相似,同樣有地球、太陽並孕育著人類和外星人,有同一個你、我、他。
「牌面」有限 事物重複出現
這看似荒誕不經,背後原理其實並不艱深。以打啤牌做例子,一副牌共有52張,每場牌局後洗牌再開新一局,因此每局輸贏結果都不同。然而,假設玩家不只是打幾局,而是無了期地玩下去,於是不斷洗牌、摸牌,總有一次玩家會摸到與之前一模一樣的牌。
同理,宇宙萬物是由粒子組成,而粒子的數量和排列方式都是有限,若時空無限擴張,平行宇宙不斷出現,最終會有兩個宇宙出現「重複」,裡面事物極為相似,甚至完全一樣。在形形色色宇宙之中,各種可能性都會實現,都敏俊不再是虛構,而是真有其人。
香港大學物理系博士吳志勇表示,暴脹「容許」平行宇宙,說不上「支持」。暴脹論專家、美國史丹福大學理論物理學家林德表示,目前大部分暴脹模型均假設,暴脹必然產生平行宇宙。
人類存在並非幸運
宇宙微波背景輻射全景圖顯示,大爆炸產生的輻射在宇宙南部更密集,並存在多個不含輻射的「冷點」,故推論微波背景輻射的「各向異性」(物體性質隨方向的不同而變化),可能由其他宇宙引力造成,暗示存在平行宇宙。
科學界認為,平行宇宙論可解釋很多謎團。其中一個是人類存在之謎,科學家認為智慧生物產生的概率微乎其微,為何我們的宇宙能成為幸運兒?正如上述啤牌的比喻,若真的有平行宇宙,意味時空各部分有無限種發展的可能,總有一個宇宙能發展出智慧生命,而人類就是在這裡。由此可見,人類的誕生並非幸運,也不是受超自然力量眷顧。
地球非生命發源地
不少科學家認為,宇宙發展100多億年後,粒子始聚合成恆星,並產生足夠能量催化液態水形成,為地球孕育生命創造必要條件。然而美國哈佛大學天文物理學家勒布表示,宇宙大爆炸1500萬年後,即137億年前,宇宙已具備生命形成的先決條件。
物理學家觀測,宇宙微波背景輻射目前的絕對溫度(K)僅是2.7度(攝氏零下270度),若非恆星不斷爆炸產生熱能,液態水根本無法在此低溫形成,但勒布表示,宇宙大爆炸1500萬年後,絕對溫度曾達300度(攝氏26度),而通過測量宇宙微波背景輻射,可知宇宙當時遍布溫度極高的氣體及等離子體,有條件形成微生物。
溝通模式迥異 人類ET難對話
宇宙之大,理應有外星智慧生命,但為何一直沒確實證據?這就是著名科學家費米提出的「費米悖論」,即過高估計外星文明存在的機會,及缺少相關證據之間的矛盾。香港大學物理系博士吳志勇表示,即使有高等外星人,奈何宇宙實在太大,星際間的互訪和通訊極困難,而且外星人溝通方式可能與人類不同,自然接不通。
吳志勇解釋,如果真有外星人通訊,經過它與地球漫長的距離,訊號會變得很微弱。外星人會用什麼方法跟人類溝通,也是未知數,可能它們的通訊科技很不同。其實,人類的通訊模式也不斷演變,如無線電發明百多年以來,已逐漸被有線光纖通訊取代,再過數十年,人類向太空發放的無線電訊號將大減。
人類訊號抵達前 文明已滅亡
即使接收到來自外星的訊號,如何解碼也是一大難題。以地球上其他較低智慧生命(如狗、鯨魚等)為例,人類至今仍未學懂牠們的語言、跟牠們溝通。況且,高級文明要消耗大量資源,也許只能生存很短時間,它們的訊號扺達地球時,人類文明可能還未出現,又或者人類訊號扺達外星前,對方的文明已滅亡。 (接下頁)
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圖片來源:香港文匯報
直接偵測引力波 料成下一創舉
吳志勇表示,發現大爆炸引力波,提供了宇宙暴脹最有力的證據。現時科學家只能以間接方式探測引力波,而國際間有數個大型實驗正在進行,包括LIGO (激光干涉引力波天文台)及脈衝星計時(即計算該星體脈衝變化),嘗試直接探測引力波,可能不出數年便會有結果,屆時將是下一個重大發現。
雙星系統研究 奪物理諾獎
吳志勇強調,現時還沒直接探測到引力波,但有間接的證據,如美國物理學家赫爾斯和泰勒於1974年發現中子星雙星,研究其運行軌道後,首次間接地發現引力波,兩人因此於1993年獲諾貝爾物理學獎。今次大爆炸引力波的發現也是一例。
他表示,發現此大爆炸引力波之前,學者只把宇宙暴脹當成理論,用以解釋磁單極、平坦宇宙、視界等問題,現在可算是從觀測上驗證了。這種重大突破可能10至20年才有一次。今次研究結果加深人類對宇宙初期的認知,當然這只是開始,還有很多問題未解答,譬如暴脹的能量是多少、從何而來、與暗能量的關係等等。
歐洲早年發射探測器遠赴土星的衛星「土衛六」示意圖。
圖片來源:香港文匯報
港大院長︰生命分子紛現身 20年內料有大發現
仰望繁星,浩翰宇宙之中,人類是否孑然一身?科學家多年來致力尋求答案。著名天文學家、香港大學理學院院長郭新表示,雖然尚未找到外星生物,但發現愈來愈多和複雜的有機分子,它們是生命的重要組成部分。郭新估計在未來20至30年內,可隨時找到真正外星生物。
郭新指出,近10年來,科學家尋找外星生物方面取得很大進展,例如發射探測器遠赴火星,乃至土星的衛星「土衛六」(又稱泰坦);又例如在彗星和隕石中,發現各種有機分子,由於生命是由有機分子組合、逐漸演化而來,故這意味找到基本生命體的機會愈來愈大,科學界亦很樂觀。
近一兩年來,科學家通過開普勒太空望遠境,找到很多類似地球的系外行星。中文大學物理系教授朱明中時表示,系外行星能否孕育生命,除了星體大小要適當,還要視乎它們與主恆星的距離。太近或遠,行星會過熱或過冷。他指,科學界只能探測少數系外行星的大氣成分,因為要恆星的光線剛好穿過行星的大氣才可觀測,難度很高。
生命形式多樣 黑洞或有文明
除了宜居行星,科學家估計生物可在極端環境生存。吳志勇表示,目前所知的生命都由碳元素組成,依賴水作為溶劑。至於有否其他形式,例如矽元素和非水溶劑,這理論可行,但現還未能證明。他指有人研究過,黑洞裡面可容納行星穩定運行,但如果黑洞內的行星有文明,外面無法探測,裡面的生物要跟外面溝通也恐怕不可能。
美研究所︰發現ET定公諸於世
尋找智慧生命看似遙不可及,但美國加州搜尋外星文明研究所(SETI)的專家未言放棄。研究所資深天文學家肖斯塔克早前接受《大眾機械》訪問時豪言,數碼電子產品及電腦技術正急速發展,讓研究員更快探測各星系,很可能在數十年內發現外星文明,屆時定會公諸於世,不怕引起恐慌。
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