NASA图解宇宙膨胀，揭示宇宙扩张奥秘
NASA图解宇宙膨胀，揭示宇宙扩张奥秘
宇宙膨胀示意图。来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室
德雷克方程是一个数学公式，用于计算在宇宙中发现生命或高级文明的概率。资料来源：罗切斯特大学
从同样的意义上说，这项新研究并不试图计算宇宙中智慧物种的绝对数量。相反，研究小组提出了一个宇宙恒星形成历史的分析模型，以测量最广为接受的宇宙学模型中宇宙学参数的影响。在这个模型中，暗物质和暗能量（Lambda）约占宇宙物质能量密度的 95%。剩下的 5%，也就是我们每天都能看到的 “普通 ”物质，就是科学家们所说的重子物质（又称 “发光物质”）。
在他们的论文中，研究小组根据不同的暗能量密度计算了整个宇宙历史中普通物质转化为恒星的比例。恒星对生命至关重要，它通过核聚变产生较重的元素，从而形成行星、生物化学和我们所知的所有生命。他们的模型预测，恒星形成的最有效密度为 27%，而科学家在我们的宇宙中观测到的密度为 23%。简而言之，他们的研究结果表明，在多元宇宙的背景下，我们的宇宙是一个异常值。
早期暗能量可能导致早期星系种子（左图）萌发出比理论预测更多的明亮星系（右图）。资料来源：Josh Borrow/Thesan 团队
这些发现可能会对宇宙学以及正在进行的关于我们的宇宙是否对生命进行了 “微调 ”的争论产生重大影响。正如索里尼博士在皇家天文学会新闻稿中解释的那样：
“了解暗能量及其对我们宇宙的影响是宇宙学和基础物理学面临的最大挑战之一。支配我们宇宙的参数，包括暗能量的密度，可以解释我们自身的存在。但令人惊讶的是，我们发现即使暗能量密度明显更高，也仍然可以与生命相容，这表明我们可能并不是生活在最有可能存在的宇宙中。”
新模型还能让人们深入了解不同密度的暗能量如何影响宇宙的形成以及生命出现的条件。暗能量的影响推动了宇宙膨胀，使宇宙的大尺度结构（星系和星系团）之间的距离越来越远。要发展生命，物质必须能够聚集在一起形成恒星和行星，并在数十亿年内保持稳定--因为进化是一个持续数十亿年的长期过程。
这项研究的另一个启示是，恒星的形成和宇宙大尺度结构的演化随着时间的推移会达到一种平衡。这种平衡决定了生命出现和智慧生命最终发展所需的暗能量密度的最佳值。隆布里瑟（Lombriser）教授说： “运用该模型探索生命在不同宇宙中的出现，看看我们对自己宇宙的一些基本问题是否必须重新解释，这将是一件令人兴奋的事情。
德雷克方程可能需要额外的参数，包括Lambda能量密度（ld）和多重宇宙（mv）参数。无论如何，对生命的探索以及生命如何产生的问题仍在继续，就像弗兰克-德雷克方程本身一样！