宇宙本身是活的吗？

wyo315

你之前看过这些类比：原子怎么像行星系统一样，宇宙的大尺度结构怎么像人类大脑神经元一样，还有这个有趣的巧合：星系中恒星的数量、宇宙中星系的数量，细胞中原子的数量，以及生物中细胞的数量都差不多在同一个巨大的数量级上(10^11 to 10^14)。这很引人深思，也让迈克?保罗?休斯（向我）提出了以下的问题：

大脑神经元 图源：harvard

难道我们都只是一个更大的行星尺度生物的脑细胞，而它还没有自我意识？我们怎么能知道这件事？又怎么测试呢？

信不信由你，“宇宙万物的总和本身是个有知觉的生物”的观点已经存在了很长一段时间，甚至都是漫威宇宙终极存在概念的一部分：“永恒”这个角色。

漫威宇宙中的“永恒”角色 图源：comicvine1

对于这样的问题，我们很难给出一个直接的答案，因为我们并不能100%地确定意识和自我意识到底是什么。但是我们确信一些物质上的东西可以帮助我们尽可能地找到这个问题的最佳答案。包括：

最大的由引力维持的结构有多大，以及，固定和不固定的大小结构会用多少信号来相互交换各类信息。

如果我们进行这些计算，然后将其与最简单的类大脑结构中发生的事情进行比较，我们至少可以尽可能接近地回答这个问题，即宇宙中是否存在大型的、宇宙尺度的感知结构。

银河 图源：earthsky

自从大爆炸以来，宇宙已经存在了138亿年，并且从那以后一直在以非常大（但正在减小）的速度膨胀，从中大致可以推断，宇宙大约由68%的暗能量、27%的暗物质、4.9%的正常物质、0.1%的中微子和约0.01%的光子组成。(早些时候这些百分比有所不同，物质和辐射更加重要。)由于光总是以光速传播——穿过膨胀的宇宙——我们可以确定膨胀宇宙中的两个物体之间发生了多少次不同的“通讯”。如果我们把“沟通”定义为信息的单向发送和接收所花费的时间,那么以下是我们在138亿年里能走过的距离：

1次通讯：多至460亿光年，整个可观测的宇宙。10次通讯：20亿光年，或宇宙的0.001%：最近的1000万个星系。100次通讯：大约3亿光年，或者说距离比到后发座星系团近一些，大约有10万颗恒星。1000次通讯：4400万光年，刚不到室女座星系团的边缘，包含大约400个星系。10万次通讯：13万8千光年，或者我们银河的全部，但不超过它的范围。10亿次通讯：14光年,或者说只有最近的（差不多）35颗恒星和褐矮星；这个数字随着恒星在整个星系中的移动而变化。

宇宙时间轴 图源：americaspace

我们的本星系团由于引力而结合在一起——包括我们，仙女座大星系，三角座星系，还有其他差不多50个小得多的矮星系——最终会融合在一起，形成一个跨越几十万光年的单一组合结构。(或多或少取决于组合结构的大小。)大多数星系群和星团最终都会遭遇这种命运：内部有联系的所有星系合并在一起，形成一个巨大的椭圆星系，直径几十万光年，这样的结构将持续大约10^15年。那是宇宙当前年龄的十万倍，那时最后的恒星将会燃尽它们的燃料，消失在黑暗中，只有非常罕见的耀斑和碰撞再次点燃核聚变，直到10^17到10^22年时，这些天体本身因引力开始分解。

图解：冷暗物质模式下星系团、大尺度纤维状结构与暗能量的构成图。本图显示了4,300万秒差距（1.4亿光年）范围内，红移值从30至现今的结构演化（左上z=27.36至右下z=0）。

但由于暗能量的存在，这些独立的大星系群将加速远离彼此，因此将永远没有机会彼此相遇或彼此长时间地交流。比如说，如果今天从我们的位置以光速发出信号，只能到达目前可观测宇宙中3%的星系；其余的已经永远超出了我们的能力范围。因此，一个外部独立且内部联系的星系群或星团已经是我们最高的期望了，一个像我们这样的“小型”星系——星系群中最主要的组成部分——包含大约一万亿颗(10^12)恒星，而最大的系星团(如未来的后发座星系团)包含接近10＾15颗恒星。

星系团 图源：earthsky

与此同时，如果我们想要有自我意识，最好的对比是人类大脑，它有大约1000亿(10＾11)个神经元，至少有100万亿（10＾14）个神经连接，每个神经元大约每秒发射200次信号。考虑到人类的平均寿命约为20亿到30亿秒，一生中有很多信号！需要由数万亿颗恒星组成的网络，在100万光年的范围内存在10＾15年，才能达到与人类大脑中的神经元数量、神经连接和传输信号数量相当的水平。换句话说，对于人类大脑和一个大的、完全形成而处于最终状态的星系来说，这些总数实际上旗鼓相当。

图解：可观察宇宙的对数表示。 著名的天文物体用中文标记。

但最大的不同之处在于，大脑中的神经元有相互连接的明确结构，而有联系的星系或星系群中的恒星在星系中其他所有恒星和物质的影响下，会迅速地相互靠近或远离。

图解：宇宙中每一圆盘都是一个又一个的“星系”

我们认为，这种来源和方向的随机性阻止了任何形式的相干信号结构的形成，但这可能是必要的，也可能不是。我想说的是，基于我们所知道的意识的产生方式(尤其是大脑)，在不同的实体之间没有足够多前后一致的信息来证明这是可能的。但是，在星系尺度与恒星存在的时间尺度上，可以交换的信号总数又引人注目又有趣，而且似乎有可能说，交换的信息量与我们所知的自我意识能交换的信息量相当。然而很重要的一点是要注意到，即使这就是真相，我们的星系目前也只相当于一个六小时大的婴儿：不太聪明。如果有更高级的意识，它也还没有出现。

图源：theconversation

此外，考虑到暗能量的存在和宇宙的命运中已知的部分，我们可以说，包含宇宙中所有恒星和星系的“永恒”概念绝对太过宏大。不幸的是,测试这一点的唯一方法，要么依赖于模拟(它们有自己固有的缺陷)，要么只能坐着干等。在一个更大尺度的外星人试图创造并发送一个明显的“智能”信号来与我们交流之前，我们只有基督山伯爵的选择：等待以及希望。

相关知识

宇宙是所有时间、空间与其包含的内容物所构成的统一体；它包含了行星、恒星、星系、星系际空间、次原子粒子以及所有的物质与能量，宇指空间，宙指时间。目前人类可观测到的宇宙，其距离大约为93 × 10^?光年，最大为27,160百万秒差距；而整个宇宙的大小可能为无限大，但未有定论。

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. Alkaid虞-Ethan Siegel

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原文地址：今日头条

郭光庆

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