宇宙的六個神奇數字
(Just Six Numbers)
作者:馬丁‧芮斯(Sir Martin Rees ) 譯者:丘宏義 出版年月:2004 年 6 月 出版地:台北 出版社:天下文化出版社 導讀: 天文學是最早與數字有關的科學,對古文化的航海和曆法非常重要。本書《宇 宙的六個神奇數字》是敘述關於六個數字:N、ε、Ω、λ、Q、D 的故事,內文包 括:序「新宇宙觀」;第一章「宇宙及微觀世界」;第二章「我們的宇宙棲地I: 行星、恆星及生命」;第三章「大數字N:宇宙中的重力」;第四章「恆星、週期 表以及ε」;第五章「我們的宇宙棲地 II:銀河系之外」;第六章「微調的擴張: 暗物質和Ω」;第七章「λ:宇宙擴張是減慢,還是加快?」;第八章「太初漣波: Q」;第九章「我們的宇宙棲地III:視界之外有些什麼?」;第十章「三維與更多」; 第十一章「巧合、天意,還是多元宇宙?」;附錄「紀念霍耶勳爵士(Sir Fred Hoyle, 1915-2001)」。
本書作者馬丁‧芮斯(Sir Martin Rees )是英國皇家天文學家、宇宙學的大 師、劍橋大學皇家學會研究教授,同時擁有許多國家級研究機構的院士頭銜,包 括英國皇家學會、美國國家科學院、俄羅斯科學院等,對於黑洞、星系形成及高 能天文物理均有重大貢獻。芮斯於1994-1995 年期間曾擔任不列顛科學促進會主 席,經常為一般大眾講演與撰寫書籍,他的著作有:《重力的致命吸引力》(Gravity’s Fatal Attraction, 與 Mitchell Begelman 合 著 ) 、《 宇 宙 創 生 之 前 》 (Before the Beginning)、《我們的宇宙棲地》(Our Cosmic Habitat)等。
宇宙學大師芮斯在本書中告訴我們,僅僅憑著這六個銘印在大霹靂中的數 字,如何決定宇宙的重要特性。這六個神奇數字的說明分述如下:
值相當於 1036。這數字量度的是把原子拘束住的靜電力強度,等於靜電力除 以原子間重力的商(即此二力的強度比)。 (二) ε:它可以決定出原子核拘束在一起的緊密程度,以及在地球上的原子是如 何造出的。ε 的值約 0.007,如果 ε 的值是 0.006 或 0.008,則我們就不可能存 在了。 (三) Ω:Ω 這個宇宙數字量度是我們宇宙中物質的含量,如星系、瀰漫氣體,以 及暗物質。Ω 所描述的是宇宙中重力和擴張能之間的相對重要性,亦即 Ω 代 表宇宙的實際密度和臨界密度的比率。Ω 太大,則宇宙早已塌縮了;Ω 若太 小,星系及星球將無從成形。 (四) λ:λ 是 1998 年科學界中的大新聞,這是未曾預期到的一種新的力─宇宙「反 重力」。這種新的力管轄宇宙的擴張,雖然在小於十億光年的距離內,它沒有 任何可以觀測出的效應;但在我們的宇宙變成更黯淡及空虛時,它注定會比 重力及其他的力更為重要。 (五) Q:所有宇宙結構,包括星球、星系及星系團等,它們的種子大都在大霹靂 的時候就種下了。我們宇宙的經緯組織都依賴Q 這個數字,它代表的是兩種 基礎能量的比率,值約十萬分之一。 (六) D:許多世紀以來我們已經知道空間維數 D,雖然直到現在我們才以新的觀 點來審視它。它的值等於3,如果 D 的值為 2 或 4,則生命將不可能存在。 也許 N、ε、Ω、λ、Q、D 這些數字之間有某些關聯,可是此時我們並無法 從這些數字中預測出其他任何數字;我們也不知道是否存在所謂的「萬有理論」 (theory of everything),最後可以把這些數字以一個公式串聯在一起;抑或用此公 式可以獨一無二地指出某個數字的值。但是我們深切的了解N、ε、Ω、λ、Q、D 這六個數字是建造宇宙的神秘配方,潛藏著塑造宇宙的力量,牽動宇宙的演化, 對我們的宇宙以及我們在這宇宙中的地位非常重要;只要其中有個數字沒有調整 好,恆星將不會出現,生命亦將無從發源。 【翁瑞霖】