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来源:www.zhongliu365.com时间:2012-12-23奇闻指数:编辑:admin手机版
为了弄清这些异常是宇宙的真实特性还是统计学上的偶然现象,我们需要长期地观测下去。现今我们观测到的CMB辐射分布,是我们在时空所处的特定位置带来的偶然结果。137亿年来,CMB辐射一直不断地从四面八方涌向地球。因此,测绘CMB的分布,意味着要绘出一个环绕地球、半径达137亿光年(光在137亿年中行进的距离)的球面。如果我们有足够长的时间,球面将越来越大,并逐步穿过早期宇宙所在的新区域。这些异常结构尺度极大,CMB球面可能需要十亿年的时间才能穿越它们(到那时球面半径将扩张到147亿光年)。如果给我的时间只有区区1 000 000年,大多数异常现象应该仍然存在,但是可能有微小的变化。到那时,我们也许能够看出,异常现象是将朝着消失的方向发展,还是将持续存在下去。前者意味着异常现象是偶然事件;而后者则意味着可能存在更大的宇宙结构。
时间跨度:1 000 000年
问题:质子有金刚不坏之身吗?
西恩·M·卡罗尔(Sean M. Carroll),美国加州理工学院理论物理学家
宇宙中的通常物质主要由质子构成,这种粒子自大爆炸以来就一直存在。其他各种亚原子粒子,包括中子在内,都可以自发地衰变,但质子却似乎是格外的稳定。不过,某些“大统一理论”(GUT)试图把整个粒子物理学重新解读为某个单一的力的不同表现形式,并据此预测质子也会衰变,其平均寿命与具体的理论有关,最高可达1043年。如果我们等待足够长的时间,最终是否会看到这种衰变发生呢?
为了观察到质子的衰变,我们需要在一个庞大的地下水池中装满水,然后探测水的原子中所含质子发生衰变时发出的微弱闪光。监视的质子越多,探测到一次衰变的机会就越大。利用现有探测装置进行的研究表明,质子的寿命至少也有1034年,这个结果已经把众多大统一理论“扫地出门”了。要得到确定的结论,现有探测器需要持续运行一亿年。但是,如果我们能打造出规模为现在5倍的探测器(像一个足球场那么大,能容纳5 000 000吨水),那么只需1 000 000年就够了。为了实现粒子物理学的统一,等这么久,值得!
{精彩速览}
许多自然现象之所以难于观测,是因为它们跨越的时间幅度非常大,远远超出了人类的寿命。
作者向各个领域的顶级科学家提出了一个问题:如果他们能活上几千年,最可能会进行哪些实验。
当然这些实验只能依靠现有的技术,而且它们所针对的必须是某个无法在更短时间内解决,且极为重要性的问题。
它们能变得多聪明?
“如果我让黑猩猩或其他非人类灵长目动物,朝着认知能力越来越高的方向进化,那么它们能变得多聪明?”
布鲁斯·拉恩(Bruce Lahn),美国芝加哥大学遗传学家
我们能进化得不生大病吗?
“由于不适应饮食结构的变化,越来越多人患上了像糖尿病这样的一些新疾病。那么,数万年后,我们的机体是否已经进化得足够适应了?”
萨拉·蒂西科夫(Sarah Tishkof),美国宾夕法尼亚大学人类遗传学家
我们最终是否会陷入无休止的局部战争中?
“如果几个世纪后,人类耗尽了廉价的化石燃料,又未能找到新的替代能源,那么,我们将从全球型社会倒退回地方化社会。我们是否会走部族纷争的老路,并陷入无休止的小规模战争中呢?”
劳伦斯·史密斯(Laurence Smith),美国加利福尼亚大学洛杉矶分校地理学家
人的脑袋是否会变大?
“产道狭窄是制约人头部大小的主要瓶颈之一。如果在几十万年里持续推行剖腹产,我们的脑部是否会进化得更大?”
卡特琳娜·哈瓦蒂(Katerina Harvati),德国蒂宾根大学古人类学家
晚生晚育会使人的生物学特性出现怎样的变化?
“现代人要孩子的年龄都比以前晚,这将使精子的突变率更高,而且抚养孩子的方式也会有所不同。几万年后,这些文化传统上的转变,会影响我们的生物学特性吗?”
本文作者
马库斯·费尔德曼(Marcus Feldman),美国斯坦福大学数理生物学家
达维德·卡斯泰尔韦奇是《科学美国人》(Scientific American)的特约编辑
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