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“红天悖论”的原因——恒星引力变化

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在宏大的宇宙尺度上,我们存在的这个宇宙的小小角落并没有那么特别 —— 这个想法是哥白尼原理的核心。然而,我们的星球有一个主要方面确实很特别:我们的太阳是一颗黄矮星。由于我们最熟悉的是我们自己的母星,所以很容易假设黄矮星和白矮星(FGK矮星)在宇宙的其他地方也很常见。然而,它们远不是银河系中数量最多的恒星;这种殊荣属于另一种类型的红矮星(M矮星)。红矮星不仅占银河系所有恒星的75%(也许所有旋涡星系都是如此),而且它们比太阳这样的恒星温度低得多,寿命也长得多,活得也更久远。我们预计太阳的寿命在100亿年左右,而红矮星的寿命预计为数万亿年。事实上,天文学家还没有发现一颗红矮星到达它们的主序列寿命的尽头。既然红矮星如此丰富,如此稳定,而且我们在宇宙上的存在并不特殊,所以,我们没有围绕红矮星运行,而是围绕着一颗并不常见的黄色矮星运行的事实,反到有些令人惊讶。根据哥伦比亚大学天文学家大卫·基平的一篇论文,这就是“红天悖论” —— 这是费米悖论的推论,费米悖论质疑为什么我们还没有在广阔的宇宙中发现任何其他形式的智慧生命。那么问题来了,为何会出现这个悖论呢?红天悖论的原因可能是恒星引力的变化。我们知道恒星在围绕银河系中心公转中,绝对速度是变化的,恒星绝对速度是恒星围绕星系中心公转速度和星系在宇宙中运动速度的合速度,而恒星围绕星系中心公转速度与星系自转速度相当,是基本上不变的,而恒星围绕星系中心公转时,公转方向发生改变,这就导致恒星合速度发生变化,变化周期是恒星围绕星系中心公转周期。例如太阳系就是一银河年。同时恒星通过旋涡星系旋臂,根据密度波理论,公转速度会变慢,这就导致恒星引力变小。例如太阳系通过银河系旋臂会导致太阳引力变小,地球上气候变冷,地球上进入冰川期。根据我统一所有力的万有力公式,绝对速度的变化,会导致恒星引力变化,导致恒星核聚变反应强弱变化,例如太阳引力变化导致地球上气候剧烈变化,在温室时期和冰室时期旋回,导致地球上生物大灭绝。红矮星是指表面温度低、颜色偏红的矮星。这一类恒星的动量大约是0.08至0.5倍太阳质量乘以绝对速度368Km/s。红矮星是绝对动量最低的恒星,当红矮星在围绕银河系中心公转,运行到远银心点绝对速度最小时,或者红矮星通过银河系旋臂绝对速度最小时,因为绝对动量变小使得引力变小,红矮星核聚变反应发生剧烈变化,核聚变反应严重变弱,有的甚至变成褐矮星(失败恒星),核聚变反应完全停止。所以宇宙中最小的恒星红矮星的行星上不适合生命生存。这可能就是“红天悖论”的原因。例如在寒武纪生物大爆发和埃迪卡拉纪生物大爆发之前,太阳的核聚变反应还不够强烈(太阳核聚变反应随着时间推移不断增强,每十亿年辐射能量大约增加10%)。那时,当太阳系运行到远银心点和太阳系通过银河系旋臂时,因为太阳系引力变小,太阳核聚变反应变弱,地球上就被冰川覆盖,变成雪球,这被称为雪球地球时期。那个时期地球上也不适宜生命生存,生命被蛰伏在雪球之下。地球上最适宜生命生存的历史也只有6亿年前至今。这其中,当太阳系运行到远银心点和太阳系通过银河系旋臂时,因为太阳系引力变小,太阳核聚变反应变弱,地球上还会被冰川覆盖,发生生物大灭绝。只不过因为太阳核聚变反应已经变强,冰川期变得不再那么恶劣,生物还能在大灭绝中再次复兴,辐射演化,进化到智慧生物。红矮星在运行到远银心点和通过银河系旋臂时,引力变小对核聚变反应的影响可能要比太阳这样的黄矮星更大,红矮星核聚变反应严重变弱,有的甚至变成褐矮星(失败恒星),核聚变反应完全停止。褐矮星的行星上也就完全变成了冰封的雪球,生命无法像地球上一样发生埃迪卡拉纪生物大爆发和寒武纪生物大爆发,进化到智慧生物。红矮星的行星上生命既使没有灭绝,也只能像6亿年前的地球上生命一样蛰伏在冰封的雪球之下。另外,生物的进化要经历冰室时期和温室时期的交替,气候太适宜和太恶劣的环境都不行。太适宜,不能优胜劣汰,自然选择,生物不能向高级进化。太恶劣,生物只能始终以低级的形式蛰伏在恶劣的环境之下,就像火星,在冰冻的地表下可能存在微生物。地球上生命能够进化到智慧生物,这在宇宙中可能是一件概率极小的事件。

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