05.09 暗能量的弱點可能就是為什麼超新星沒有殺死我們所有人的原因

暗能量的弱點可能就是為什麼超新星沒有殺死我們所有人的原因

製造蟹狀星雲的超新星並沒有殺死人類,這意味著我們在這裡是為了觀察宇宙的存在。

你在宇宙中的存在是很明顯的,至少對你自己來說是這樣。但是現在,研究人員已經利用了這樣一個事實:人類觀察者還活著——而且還沒有被超新星爆炸所遺忘——來解釋暗能量的令人迷惑的弱點,暗能量是加速宇宙膨脹的神秘力量。

東京大學的天文學家、這項新研究的主要作者Tomonori Totani說:“這在暗能量和天體生物學之間創造了一個新的聯繫,以前被認為是截然不同的領域。”

大多數人都不認為暗能量——將星系分開的全滲透力——特別弱。但是,根據量子力學和愛因斯坦的引力方程,科學家們估計,暗能量應該至少比實際的強度要高出120個數量級。

如果暗能量是如此強大,它將會迅速地將早期宇宙中的物質分離開來,從而阻止星系、恆星和生物的形成。這導致一些科學家提出了所謂的“人擇原理”,該原理提出,我們宇宙中的物理定律是經過微調來產生生命的。

和他的同事們一起,Totani之前模擬了宇宙對不同暗能量強度的進化,將模型限制在能夠形成能夠容納生物的星系的模型中。他們發現,這種模擬的暗能量的期望值比實際情況大20到50倍。這一結果與基於純物理的論證相比,是一個巨大的進步,儘管他們仍然無法完全解釋暗能量所觀察到的弱點。

暗能量的弱點可能就是為什麼超新星沒有殺死我們所有人的原因

在他們的新計算中,研究人員仔細研究了暗能量比我們的宇宙強50倍的模型。星系可能在這樣的宇宙中出現,但只有在最早期的時期,在神秘物質的全部能量被踢開並把所有東西分開之前。因為早期的宇宙是相當密集的,所以形成的星系將會充滿恆星,比我們銀河系的密度大10倍。

在這些密集的星系中,普通恆星離它的鄰居更近。大質量恆星壽命短,然後爆炸成燃燒的超新星,它會向附近的行星發射致命劑量的輻射,對任何曾經存在的生命進行消毒——而不留下任何觀察者。

研究人員計算出,這種效應,以前沒有被考慮過,會使宇宙對生命不利。因此,他們在4月27日發表在預印庫arXiv的論文中報告說,我們在這裡看到的暗能量的弱點是我們在這裡的原因。託塔尼說,如果未來的天體生物學家發現,在銀河系最密集的地區,生命的數量要少得多,他的建議可能會得到加強。

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耶路撒冷希伯來大學的天體物理學家Tsvi Piran也推測了人擇原理對暗能量邊界的影響。他說,一些研究的假設有點不可靠。例如,超新星的致命能量主要來自於它們的伽馬射線輻射。但是隻有部分能量被引導到這樣的輻射中,使得超新星在某種程度上是低效的殺手。一種特別強大的超新星,被稱為伽瑪射線爆發,被認為對破壞宇宙中的生命更重要,儘管這些事件要少得多。Piran說,這項研究並沒有解釋這種罕見的現象,這在一定程度上削弱了塔尼的觀點。

他補充說,援引人擇原理本身是有爭議的。他說:“我知道,一旦你開始提出建議,他們就會走出房間。”“其他人說,這是一個值得認真對待的有意義的論點。”


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