文|史说百家
编辑|史说百家
【前言】多元宇宙假说指出，除了我们自己的宇宙之外，还存在宇宙，并且可能有不同的物理定律。
这个假设在宇宙学家中非常有争议，因为几乎就其本质而言，其他宇宙是无法直接观测的，这使得我们是否能够直接测试这一假设值得怀疑。
希望通过提供的一系列对多元宇宙的间接测试来取得进展，即使没有直接观察，如果能够证明多元宇宙提供了一个框架来产生一连串可测试的预测，我们将能够收集支持或反对它的证据。
那么目前是否有哪些证据表明了多元宇宙是否存在？我们又应该如何去证明？
目前我们清楚地知道物理常数的分布，基于诸如尺度不变性的通用论证，重要的是，这些论点相当独立于物理学基本终极理论的细节。
然而由于复杂生命标准的巨大不确定性，我们无法以任何程度的确定性估计不同宇宙的可居住性。
正是这种知识的缺乏使我们能够做出预测，我们没有承诺一套特定的可居住性标准（例如生命是否需要碳，或板块构造，或围绕类太阳恒星等），我们采用各种不同的标准并计算每个标准的观测概率。
【宇宙框架】正如我们在以前的工作中所展示的那样，一些标准与多元宇宙完全不相容，因为它们会使我们在这个宇宙中的存在极不可能，而采用其他可居住性标准使我们在这个宇宙中的存在极有可能。
然后我们可以说，多元宇宙框架有利于使我们的观察成为可能的一组可居住性标准，如果我们采取多元宇宙框架是正确的立场，这就为我们提供了具体的预测，哪些可居住性标准是正确的，哪些是错误的。
虽然我们目前不知道哪些可居住性标准是正确的，但我们最终将能够通过更好地了解地球上的生命历史和在整个宇宙中寻找其他生命的例子来确定这一点。
当获得这些宇宙的规则时，我们将能够与多元宇宙框架给我们的预测进行比较，如果结果匹配，我们将有多元宇宙的证据，如果结果不匹配，我们将有证据反对它。
虽然这不是一件容易的事，但它表明多元宇宙框架能够产生具体的、可测试的预测，因此值得被视为一项科学努力。
剩下的就是将尽可能多的可居住性标准纳入这个框架，以获得尽可能多的预测，这些预测是真实的，如果生命的起源确实是一个艰难的过程，那么我们期望它对其出现的当地条件很敏感。
所以我们可以推断，具有合适条件的地方更有可能产生生命，根据这种推理，更容易产生适合生命出现的地方的宇宙将更宜居，只要它们也允许生命蓬勃发展。
不过可惜的是，生命起源所需的条件是未知的，并分为高度对比的场景，在这里我们考虑了其中的几种情况，并确定哪些与我们在这个宇宙中的存在相容，并得出结论，其他宇宙在创造生命方面将更加多产。
【热液喷口】热液喷口是海底区域，由深层地下物质与海水相互作用产生，海水释放热液流体，自从发现这个原理以来，由于它们的性质是不平衡的来源，丰富的益生元化学以及温度和pH梯度，它们就被讨论为生命起源的有吸引力的来源。
热液喷口典型的还原环境有利于氨基酸和肽的合成，并且那里发生的许多反应显示出与一些最古老的代谢途径（例如乙酰辅酶A循环）的相似之处，热液喷口是生命起源的铁硫世界假想的自然位置。
这种情况很有吸引力，因为黄铁矿电位可以很容易地减少一氧化碳，直接为益生元反应提供材料。
然而热液喷口的生命起源仍然存在重大障碍，氨基和核酸的齐聚化都需要脱水条件，事实证明，在热液喷口的典型温度和pH条件下获得长度相当长的氨基酸聚合物具有挑战性。
特别是与白色烟雾相关的热液喷发，由于其寿命长和较高的pH值，最近已成为生命起源的一个有吸引力的场所，这已被证明对囊泡形成更好。
这对RNA世界生命起源理论提出了挑战，因为RNA在碱性条件下不稳定，两种类型的通风口之间的区别对于我们的目的并不重要。
如果热液喷口确实是生命起源的地点，这将对整个宇宙中生命的预期分布产生重大影响，然后，生命可能出现在任何与海底接触的液态海洋的构造活跃物体上。
由于我们太阳系的几个外卫星被怀疑在其地下海洋中有热液喷口系统，其丰度可能要大得多，这增加了在这些地方也可能出现生命的可能性，在较小的天体上产生的能量可能比地球上小几个数量级。
如果生命出现的可能性与不平衡的产生成比例，根据我们的假设，这将导致生命在这些物体上出现的概率相应降低。
这使得地幔对流和板块构造背后的过程速率在概念上很简单，因为地球内部岩石结构中的原子缺陷每天必须移动几个（数百个）位置才能运行。
为了避免这个数量级推导被过度解释，我们赶紧指出几件事：在我们推导的几个步骤中，使用了仅适用于类地行星的条件，因此我们不希望它适用于其他类型的行星或卫星。
在我们对热流的简化表达式中，我们忽略了所有的时间依赖性，这对于解释扩散速度在整个地球历史中发生变化这一事实是必要的。
我们的表达并不意味着日常循环会在地幔内引起主要的缺陷移动力，而是由于行星是陆地，内部对流应力的强度与引力设定的轨道力相同数量级。
最后在我们的推导中，我们将这决定了岩石行星的自然旋转速度，所以不能用这个推理来得出结论，板块构造应该与旋转速度呈线性关系，也不能断定它应该在潮汐锁定的行星上几乎不存在。
【泛种论】我们现在转向我们考虑的生命起源的最后一个场景，泛种论，根据这个假设，生命可能不是起源于地球，而是可能从其他地方传递出来，这样一来它实际上并不是生命起源本身的理论，而只是地球上生命起源的理论。
尽管其他情景可以通过它们对生命出现概率的影响包含在我们的计算中生命生命，此场景的不同之处在于它完全修改了德雷克方程以考虑系统之间的生命转移。
泛种论假说的一个论据来自这样一个事实，即其他行星（如火星）的早期环境可能比早期地球更温和，更有利于生命的起源。
这一点，再加上观察到在撞击过程中大量物质从行星上喷射出来，导致了一个合理的论点，即生命可能在世界之间交换。
不过我们目前还高度不确定生命能否在弹射、太空过境和重返大气层的恶劣条件下生存下来。
泛种论假说基本上有两种变体：行星际泛种论和星际泛种论，我们将依次考虑每一个，然而，我们抽象地考虑这个问题，以确定泛种论对预期拥有生命的行星数量的影响。
【生命的诞生】在推导出每个生命起源情景中产生的不平衡表达式后，我们现在能够将每个表达式纳入我们的多元宇宙概率计算中，这使我们能够确定生命出现的可能性是否取决于不平衡的总量，以及在多元宇宙框架内哪些场景是有利的。
最一开始我们发现的总不平衡产生的表达式，在我们的推测下相应地产生了生命出现的概率，如下图所示。
考虑不同生命起源情景的不平衡产生，对于我们预计与 ansatz 有偏差的情况生命∝ΔS生命∝Δ，一种有效的ΔSΔ表示为修改通常概率计算的因子。
从此表中可以收集到的一个值得注意的特征是γ依存;这些因素中的大多数取决于γ如1/γ1/，其中 q 通常介于 3 和 4 之间。
这乍一看令人惊讶，因为这些不平衡的来源在物理上都是如此不同的，然而这种偶然性可以理解为：宇宙中有许多不平衡的来源。
这不是一个详尽的清单，只是那些被认为与生命起源可能相关的清单，因为它们能够提供大量的不平衡，所以这些候选源代表了所有不平衡源的排名列表的顶部。
不过鉴于所有不平衡源都可以估计为物理常数的代数函数，并且考虑到常数γ是迄今为止最小的物理常数，那么不平衡源的顺序自然会根据它们对这个常数的依赖性对它们进行排序。
事实上，获得一个因素的数量级10≈4510≈45从这些小常量的组合中，需要这样做γ依存。
这一观察的一个结果是，如果生命的起源在我们多元宇宙中的位置起着决定性因素，那么，无论情况如何，这个因素都会对具有较小宇宙的宇宙施加相当强大的压力。γ即重力较弱。
我们现在将其中的每一个都纳入我们的概率计算中，概括每个不平衡源可能对我们的概率产生的影响的主要挑战是，还有各种其他假设的可居住性标准，每个标准都有不确定的状态。
虽然包括这些生命起源因素降低了某些可居住性标准组合的可能性，但它也增加了其他组合的可能性。
并且为了充分确定每个不平衡源可能产生的影响，我们将它们与一组中等大小的先前研究的假设结合起来。
绕恒星运行质量至少与我们一样大的概率是评估宜居条件的重要方法，并且根本不依赖于多元宇宙。
它的定义是通过以下方式()=∫∞（λ）H（λ）=∫∞，所有基本常数都固定在其观测值上，事实证明，它有助于惩罚那些高度支持低质量恒星的理论。
我们认为的另外两个可观测值不是基本常数，而是我们宇宙非常重要的宏观特征，并且在多元宇宙的概念中发挥了历史关键作用。
首先是观测到如此小的霍伊尔共振能量值的概率，定义为碳的特定激发态与三个氦核的基态能量之间的能量差。
这种能量决定了恒星中核燃烧的过程，其微小的正观测值直接导致了我们宇宙中碳丰富的事实。
计算在多元宇宙框架中观察到如此小值的概率是封装选择效应的一种方法，这种选择效应将导致需要碳的可居住性标准的观察，这相当于观察到碳氧比至少与我们观察到的一样大的概率。
作为基线，不考虑生命起源因子的宜居性标准与最高贝叶斯因子的组合为 TL + 生物 + 面积 + C/O，其值为5.91×10−55.91×10−5.虽然这看起来很小，但请记住，它是 8 个独立概率的乘积，其平均值为0.360.36，所有方案组合的贝叶斯因子均相对于此基线进行报告。
我们再次强调，这些是明确计算的，假设平庸原则作为起点，其中观察的概率与进行此类观察的观察者数量成正比。
因此我们通常无法对某些可居住性标准是赞成还是不利做出笼统的陈述，相反，我们被迫做出更限定的陈述，即可居住性标准的某些组合与多元宇宙假设（不）兼容，具有量化的统计确定性。
虽然这种额外的细微差别可能会阻止我们为我们的预测形成简洁的口号，但它并没有改变多元宇宙框架可以产生具体的、可测试的预测的事实。
参考文献：
容永.麦克尔罗伊：在益生元气氛中固定氮。1979
格鲍尔.格伦费尔，拉默.德维拉：地球上生命进化时的大气氮。2020
黄明林，学士高，容永：早期地球大气中的氮氧化物作为生命出现的电子受体。2017
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