宇宙结构与人脑到底有多相似?科学家对比后,直呼宇宙不可思议
宇宙结构与人脑到底有多相似?科学家对比后,直呼宇宙不可思议
想象一下,你拥有改变自己体型的超能力。瞬间,你被缩小到原子的尺度,沉浸在迷人的人体微观世界中。你滑过血管迷宫,探索搏动的细胞,并研究复杂的分子结构。但一旦你扩大到银河系的大小,一幅完全不同的画面就会展现在你面前——宏伟的宇宙过程、恒星的诞生和死亡、银河巨星的碰撞。令人惊讶的是,这两个世界——我们体内的微观世界和外面无边无际的宇宙——可能非常相似,就像存在的单一分形模式的反映一样。
我们头脑中的宇宙网
最近的神经科学和宇宙学研究揭示了宇宙结构与人脑神经网络组织之间的惊人相似之处。当比较神经网络的快照和宇宙网的模拟时,出现了惊人的视觉相似性。
神经网络(左)和宇宙网的一部分(右)
星系和星系团形成类似于复杂神经元网络的线程和节点。这种相似性不仅仅是视觉上的——它可能反映了不同规模的复杂系统组织的基本原则。
原子:微型行星系统
原子的经典模型虽然从现代量子力学的角度进行了简化,但却为太阳系提供了一个有趣的类比。围绕原子核运行的电子就像围绕恒星运行的行星一样。但我们身体的原子和宇宙之间的联系比这种视觉类比要深刻得多。
我们体内的每个原子都有宇宙起源。氢和氦等轻元素是在大爆炸后不久形成的。较重的元素,包括构成我们的碳、氧和铁,是在大质量恒星的内部产生的,并在超新星爆炸中散布到整个宇宙。
天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森说:“我们的红细胞中的铁是在死亡已久的恒星深处产生的,它使我们的血液呈红色。”“我们体内实际上携带着爆炸的超新星粒子。”
这不仅仅是一个美丽的比喻。宇宙中的所有重元素,包括构成我们身体的重元素,都是在恒星演化过程中出现的。
开普勒超新星遗迹 (SN 1604),距离我们约 20,000 光年
令人惊讶的是,人体中各种元素的比例大致与其在宇宙中的丰度相对应(氢和氦除外)。这进一步证明了我们与宇宙的深厚联系。
此外,原子内部的空虚反映了外层空间的空虚。如果我们可以将一个原子放大到一个足球场的大小,那么它的原子核将是球场中心的豌豆大小。原子内部的巨大空隙让我们想起恒星和星系之间的巨大空间。
黑暗面:能量与物质
在太空和我们的身体中都存在“黑暗面”。暗能量和暗物质构成了宇宙的95%,但我们对它们仍然知之甚少。这些神秘的“实体”并不与普通物质直接相互作用,但在宇宙的结构和演化中发挥着关键作用。
同样,我们身体中的许多过程,例如免疫系统的功能或细胞中复杂的生化反应,对我们来说仍然是一种“暗物质”——我们知道它们的存在和重要性,但许多细节和机制仍有待揭晓。
但也许最有趣的“黑暗本质”并不隐藏在宇宙的距离或我们身体的深处,而是隐藏在我们存在的中心——意识中。与暗能量一样,意识的本质仍然是现代科学最大的谜团之一。我们知道它的存在,并对我们对现实和行为的感知产生巨大影响,但其基本机制仍然难以理解。也许意识是我们心灵的一种“暗能量”,是一种渗透并引导我们整个生命的无形驱动力?
生命与空间的韵律
我们的心脏跳动,肺部扩张和收缩,荷尔蒙循环释放。宇宙也充满了节奏:从行星的旋转到巨星的脉动。
距地球约 7,500 光年的侏儒星云的演化
周期性是生物体和空间物体的基本属性。例如,我们的昼夜节律与地球绕地轴的自转密切相关。
进化:从细胞到星系
正如我们的身体不断更新,用新细胞取代过时的细胞一样,宇宙也处于永恒的变化和转变过程中。恒星从星云中诞生,被“核火”点燃,经历它们的生命历程,并在最后的耀斑中消失,让位于新的发光体。它们中的每一个都像宇宙有机体中的一个细胞,在创造和毁灭的连续舞蹈中发挥着自己的作用。无论是在我们身体的微观世界中,还是在宇宙的宏观世界中,我们都观察到同样永恒的进化和更新过程,以及无数形式和表现的生命脉动。
我们是星星的孩子
我们的旅程表明我们与宇宙之间的联系有多么深厚。我们不仅仅是宇宙的观察者——我们是宇宙不可分割的一部分,带有宇宙过程的印记。