【菜科解读】

多元宇宙理论是宇宙学和理论物理学中一个由来已久的概念，它指出宇宙可能有多个，甚至无限多个。

虽然这个术语可以追溯到19世纪末，但这一理论的科学基础来源于量子物理学和对黑洞、奇点等宇宙学力量的研究，以及大爆炸理论产生的问题。

当谈到这一理论时，最紧迫的问题之一是生命是否可以存在于多个宇宙中。

如果物理定律确实从一个宇宙到另一个宇宙会改变，这对生命本身意味着什么呢？根据一组国际研究人员的新系列研究，生命可能在整个多元宇宙中是常见的(如果它确实存在的话)。

这些研究题为“暗能量对星系形成的影响，我们的宇宙的未来是什么？”和“星系形成的效率和宇宙常数的多元宇宙解释与EAGLE模拟”，最近出现在皇家天文学会的月刊上。

前一项研究是由达勒姆大学计算宇宙学研究所的研究生杰米·萨尔迪多(Jaime Salcido)领导的。

后者由悉尼大学悉尼天文研究所的约翰·坦普尔顿研究员卢克·巴恩斯(Luke Barnes)领导。

这两个小组包括来自西澳大利亚大学国际射电天文研究中心、利物浦约翰摩尔大学天体物理学研究所和莱顿大学莱顿天文台的成员。

研究小组一起试图确定宇宙的加速膨胀是如何影响我们宇宙中恒星和星系形成的速度的。

这加速了膨胀率，这是宇宙的λ-冷暗物质(Lambda-CDM)模型的一个组成部分，它产生于爱因斯坦广义相对论所提出的问题。

由于爱因斯坦的场方程，物理学家了解到宇宙自大爆炸以来要么处于膨胀状态，要么处于收缩状态。

1919年，爱因斯坦提出了“宇宙学常数”(以λ为代表)，这是一种“抑制”引力效应的力，从而确保宇宙是静态的和不变的。

此后不久，当埃德温·哈勃（Edwin Hubble）基于其他星系的红移测量，揭示宇宙确实处于膨胀状态时，爱因斯坦撤回了这个建议。

爱因斯坦甚至宣称宇宙常数是他职业生涯中“最大的错误”。

然而，20世纪90年代后期对宇宙膨胀的研究使他的理论得到了重新评价。

对冷暗物质(LCDM)宇宙模型的想象。

简言之，正在进行的对大规模宇宙的研究表明，在过去50亿年中，宇宙膨胀加速了。

因此，天文学家们开始假设存在一种神秘的、无形的力量来驱动这种加速。

通常被称为“暗能量”，这种力也被称为宇宙学常数(CC)，因为它负责抵消引力的影响。

从那时起，天体物理学家和宇宙学家就一直在试图了解暗能量是如何影响宇宙演化的。

这是一个问题，因为我们现在的宇宙学模型预测，在我们的宇宙中一定有更多已经被观测到的暗能量。

然而，考虑到更多的暗能量会导致如此迅速的膨胀，在任何恒星、行星或生命形成之前，它会稀释物质。

因此，在第一项研究中，萨尔迪多和他们的团队试图确定更多暗能量的存在是如何影响我们宇宙中恒星形成的速度的。

为此，他们使用EAGLE(星系及其环境的演化与聚集)项目进行了流体力学模拟，这是对观测到的宇宙最真实的模拟之一。

利用这些模拟，研究小组考虑了过去138亿年和未来138亿年中暗能量(以其观测值计算)对恒星形成的影响。

在此基础上，研究小组开发了一个简单的分析模型，指出尽管宇宙膨胀速度不同，暗能量对宇宙中恒星形成的影响却微乎其微。

大爆炸的时间线与宇宙扩张

进一步表明，只有当宇宙已经产生了大部分恒星质量并且只导致恒星形成的总密度降低约15%时，λ的影响才变得显著。

正如萨尔西多在达勒姆大学的新闻稿中所解释的那样：

“对于许多物理学家来说，宇宙中无法解释但似乎特殊的暗能量是一个令人沮丧的谜题。

我们的模拟表明，即使宇宙中有更多或极少的暗能量，它对恒星和行星形成的影响也是微乎其微的，从而提高了生命存在于多元宇宙中的可能性。

”

在第二项研究中，研究小组使用了EAGLE合作的相同模拟来研究不同程度的宇宙学常数(CC)对星系和恒星形成的影响。

这包括模拟具有λ值的宇宙，这些宇宙的λ值是在我们的宇宙中观测到的当前值的0到300倍。

然而，由于宇宙的恒星形成率在加速膨胀开始前大约35亿年（约85亿年前和大爆炸后的53亿年）达到峰值，宇宙学常数(CC)的增加对恒星形成速率的影响很小。

综合起来，这些模拟表明，在一个多元宇宙中，物理定律可能会有很大的不同，更多暗能量宇宙加速膨胀的影响不会对恒星或星系的形成速度产生重大影响。

这反过来又表明，在多元宇宙中的其他宇宙将和我们自己的宇宙一样适合居住，至少在理论上是这样。

正如巴恩斯博士解释的那样：

“多宇宙先前被认为是用来解释暗能量的观测值的门票，我们有一张幸运的票，生活在宇宙中，形成了美丽的星系，就像我们所知道的那样，它允许生命存在。

我们的工作表明，我们的票似乎有点太幸运了，可以这么说，它比生命中需要的更特别。

这是多元宇宙的一个问题，谜题依然存在。

”

然而，研究小组的研究也对多元宇宙理论解释我们宇宙中暗能量观测值的能力产生了怀疑。

根据他们的研究，如果我们生活在一个多宇宙中，我们将会观察到比我们多50倍的暗能量。

尽管他们的结果并不排除多元宇宙的可能性，但我们所观察到的极少量暗能量更好地由尚未发现的自然规律的存在来解释。

正如达勒姆大学计算宇宙学研究所的一位成员、该论文的合著者理查德·鲍尔教授解释的那样：

“宇宙中恒星的形成是引力的吸引和暗能量的排斥之间的斗争。

我们在我们的模拟中发现，比我们的暗能量更大的宇宙能够愉快地形成恒星。

那么，为什么我们宇宙中有如此微弱的暗能量呢？我认为我们应该寻找一种新的物理定律来解释我们宇宙的这种奇怪特性，而多元宇宙理论对拯救物理学家们的援救作用不大。

”

这些研究是及时的，因为它们紧跟史蒂芬·霍金的最终理论，后者对多元宇宙的存在产生了怀疑，并提出了一个有限而合理光滑的宇宙。

基本上，这三项研究都表明，关于我们是否生活在一个多元宇宙以及暗能量在宇宙进化中的作用的争论还远未结束。

但我们可以期待下一代的任务为未来提供一些有用的线索。

这些包括詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)，宽视场红外测量望远镜(WFIRST)，和地面天文台，如平方公里阵列(SKA)。

除了研究太阳系中的系外行星和天体外，这项任务还将致力于研究第一批恒星和星系是如何形成的，并确定暗能量所扮演的角色。

宇宙真实年龄是多少岁

主要数据来源普朗克卫星（2013–2021）测宇宙微波背景辐射（CMB），给出：137.97 亿年（138.2 亿年）。

近年（2025）CMB 高精度测量（ACT 等）精度提高到约 0.1%，结果仍确认：138 亿年。

交叉检验最老恒星年龄：126–130 亿年（比宇宙年轻，符合逻辑）。

放射性元素衰变、高红移星系年龄（如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时）均与 138 亿年一致。

简单说教科书 / 标准答案：138 亿年更精确值：137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上；

如果未来有全新模型（比如有人提出宇宙可能更老，如 300 多亿年），那还需要更多证据才能取代现在的结论。

吞噬一切的宇宙深渊，黑洞引力藏着光速禁区

它拥有世间顶尖的引力束缚力，独特的视界边界划分出截然不同的时空领域，只要踏入视界范围之内，就连每秒三十万公里的光速，都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。

今天就用闲聊述说的口吻，聊聊黑洞引力的奇特特性，讲讲视界的划分意义，理清为何光速都无法从黑洞内部脱身，一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。

宇宙天体的引力强弱，一直和自身质量、密度牢牢挂钩。

普通恒星、行星的引力，只能束缚周边卫星与星际物质，物体只要达到对应速度，就能摆脱引力飞向深空。

而黑洞诞生于大质量天体的末期演化，巨型恒星燃料耗尽后，再也无法支撑自身庞大躯体，核心在自身重压下急剧向内坍缩，体积被无限压缩，密度飙升到难以想象的地步。

极致致密的结构，催生出碾压所有常规天体的超强引力，这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。

从黑洞形成的那一刻开始，它就注定成为宇宙里特殊的存在，和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。

围绕黑洞存在一层无形的边界，这便是人们常说的事件视界。

它没有实体外壳，肉眼无法直接看见，却是一道无法逾越的分界线。

视界之外的宇宙空间，依旧遵循常规物理规则，光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭，天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。

一旦物质、光线跨越这条无形界线，彻底进入视界内部，一切都会发生颠覆性改变。

黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在，再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。

衡量天体引力束缚能力，有一个关键参照标准就是逃逸速度，也就是物体摆脱天体引力束缚，飞向宇宙远方需要具备的最低速度。

地球有着自身对应的逃逸速度，火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空，太阳系里的各大行星、恒星，都有着各自固定的逃逸速度门槛。

黑洞打破了常规天体的速度极限，视界内部的逃逸速度直接超越光速。

光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度，连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼，其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。

光线坠入黑洞视界后，无法向外反射、传播，我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮，这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。

任何闯入视界之内的物质，不管是庞大的恒星残骸，还是细碎的气体尘埃，都会被强大引力不断拉扯撕扯，最终向着黑洞中心奇点不断坠落，彻底消融在这片深渊之中。

超强引力不止禁锢视界内部的一切，也会剧烈扭曲周边时空。

靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折，光线途经周边空间也会发生明显偏转。

不少遥远天体发出的光芒，在奔赴地球的途中靠近黑洞区域，都会被引力改变行进路线，这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。

科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹，一步步推算黑洞位置，测算它的质量与引力强度。

时至今日，人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查，视界内部的时空结构、物质形态，还留存着大量未解谜题。

光速无法逃逸的特性，让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域，里面的一切变化都无法向外传递信息。

黑洞凭借极致强大的引力，划定出超越光速束缚的视界禁区，成为宇宙中最神秘的深渊天体。

这份打破常规物理认知的特质，不断吸引着人类探索研究，随着天文观测技术持续进步，未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。