宇宙中相似的物理學定律是否意味著其他生命都必須像地球上的一樣

2020-11-30 天文在線

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網友:您好,我是一名對外星生物有些疑問的11級物理系學生。關於這個問題我思考了一段時間,並為此提出一個假設。既然物理學定律適用於宇宙中的所有事物,那生物的出現和演化是不是也會遵循著同樣的規律。舉個例子,人們所說的「我們所知的生命」一詞,是否特指與地球上的生物擁有相同屬性的其他生物。難道所有的生物不都是遵循同樣的進化路徑嗎?在我看來,電影裡的太空生物和怪獸只是人類想像出來的物種而已,如果發現了外星生命,那也必定是和地球上物種相同的哺乳動物、爬行動物、昆蟲和植物,自然也包括人類。這個假設是否是合情合理的猜想呢?我只是認為,在於地球環境類似的條件下,生命也會是同樣的進化路徑。謝謝您抽出時間幫忙解答。

回答:這是個有趣的看法,但我恐怕不能同意。雖然物理學定律在整個宇宙中都是相似的(我們目前能力所能確定的部分),但一個物種通過進化發展出的特徵,並不直接取決於物理學定律。舉個例子,假設有這樣一個與地球類似的行星,只不過地球的恆星是呈黃綠色的太陽,而它環繞的是一顆略帶紅色的恆星。

圖解:這張影像是使用日出衛星的光學望遠鏡在2007年1月12日拍攝的,顯示出因為磁場極性的不同自然的等離子體連接成纖維的區域。

我們太陽系的物理學定律同樣也適用於這樣的類太陽系,然而位於這兩顆行星上的生物則會充分利用他們各自的太陽提供的光線來完成進化(例如對不同波長光波的視覺靈敏度和植物的顏色等等)。這還只是其中一種可能的區別,而兩顆行星的化學成分、大氣成分、質量、偏心距和軌道運行周期等等數據之間的差異,又會帶出更多引發進化分歧的可能性,這將會導致種群進化出截然不同的特徵。

圖解:旅行者金唱片的兩個拷貝之一。另一份跟隨旅行者1號於1977年9月5日發射至太空。

此外,一個物種的特徵並不是由其生存的環境直接決定的。以能夠在地球上同一個區域一起繁盛的多種生物為例,如果像樹蛙和鸚鵡這樣不同的兩個物種可以在相同環境下各自進化,那麼位於兩個條件相似行星上的同一生物,也不必遵循完全相同的進化規律。往另一方面想,甚至可以將這種論點延伸到生命形式與我們完全不同的生物上——也就是說,雖然碳、氧和水是地球的生物系統的基礎,但這絕不能說明這些物質也是依託於另外的化學反應和分子結構存在的那種我們不太熟悉的其他生物系統的基本組成部分。同樣的概念在各種生命方式有著相互制約影響的生態系統中也是適用的。

圖解:藝術家筆下的格利澤581c(前)、格利澤581b(中)、格利澤581d(後)以及它們的母恆星格利澤581。

人們對尋找外星人抱有極大的熱情,如果我們可以碰到其中一個,那我們一定會對所找到的外星生命的進化規律產生巨大的研究欲望。

圖解:1967年蘇聯發行的16戈比郵票,繪製的是一個想像中外星文明發射的衛星。

相關知識-萬有理論

萬有理論,或者叫最終理論、極限理論、大師論,是一種假定存在的具有單一性、總括性、有條理的物理理論框架,它能夠充分解釋宇宙中所有的物理奧秘,並將其串聯在一起。找到一種萬有理論,是物理學上尚未解決的主要問題之一。在過去的幾個世紀裡,已經發展出了兩個理論框架,兩者結合研究則是最接近於萬有理論的理論。

圖解:由大型強子對撞機中的緊湊μ子線圈得到的希格斯玻色子產生時的景象。它是通過衰變為強子噴流的質子與電子的碰撞形成的。

它們分別是廣義相對論和量子場論,而現代物理學則是在這兩個理論的基礎上發展起來的。廣義相對論是一個研究側重點在於研究宇宙中宏觀和高質量的區域(例如恆星、星系和星系團)之間引力的理論框架。而量子場論則是側重於研究宇宙中微觀和低質量區域(例如亞原子粒子、原子核分子)之間三種非引力的理論框架。量子場論成功構建了強、弱、電磁三種非引力之間相互作用的標準模型,即所謂的大統一理論。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Sara Slater–curious-簪花小甜豆

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