读者回应“寻找多元宇宙中的生命”

《大众科学》2010年1月刊的读者来信

生命、多元宇宙和万物
在“寻找多元宇宙中的生命”一文中,亚历杭德罗·詹金斯和吉拉德·佩雷斯认为,即使在没有弱核力的宇宙中,生命也是有可能存在的。但他们没有注意到,弱力在不对称地对待物质和反物质方面是独一无二的。正是由于这种不对称性,在大爆炸后的最初几秒内,在几乎所有反物质与等量的物质湮灭之前,物质才略微超过反物质。我们看到的一切——包括对生命至关重要的恒星——都是由略微过量的物质组成的。一个没有不对称弱力的宇宙几乎不会有正常的物质,因此也不会有任何我们可能认识的生命形式。
罗伯特·L·皮奇奥尼
作者是《每个人都适用的原子、爱因斯坦和宇宙指南》的作者

作者回复:就其本身而言,弱核力无法区分物质和反物质,因为它保留了物理学家所称的电荷宇称(CP)对称性,这意味着它以与对应反粒子的镜像相同的方式对待粒子。正如皮奇奥尼指出的那样,然而,有可能将弱力与其他相互作用结合起来,从而打破这种CP对称性。

今天我们知道,CP不对称性太小,无法解释为什么我们的宇宙包含如此多的物质,但没有反物质。一些新的高能物理相互作用,尚未被探测到,需要解决这个引人入胜的难题。这些其他的相互作用也可能在一个没有弱力的宇宙中产生过量的物质而不是反物质。由于篇幅限制,我们没有在《大众科学》的文章中涵盖这个有趣的观点。


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关于“生命、宇宙和万物”的信息竟然可以在本期杂志的第42页找到,这真是讽刺,因为早在1979年,道格拉斯·亚当斯在他的经典著作《银河系漫游指南》中就将这个数字指定为“终极问题的答案”。对于我们这些勉强在我们所居住的单宇宙中活动的人来说,令人欣慰的是,《大众科学》提供了额外的证据,证明正如亚当斯预测的那样,多元宇宙的汇聚源于这个数字42。
威廉·D·布朗
西孔克,马萨诸塞州

谨慎行事
在“[视角]”栏目“小规模测试的巨大需求”一文中,编辑写道,“许多公司不愿投资纳米技术研发,因为担心如果有一天某项技术被认为具有危险性,可能会面临法律诉讼。例如,宝洁公司由于长期的诉讼风险,因此没有从事纳米技术的研究。”

与所述相反,宝洁公司对纳米技术感兴趣,我们正在积极追求它可能带来的好处。我们相信它具有巨大的潜力,可以为人们日常使用的产品带来令人兴奋的新性能水平。纳米技术为提高性能、减少环境影响和提高几乎所有消费品类别的可持续性开辟了许多可能性。然而,与任何新技术一样,必须了解潜在的 adverse 影响,并且技术的进步速度应仅与我们彻底评估它的能力一样快。我们正在对纳米技术采取适当谨慎的态度。除了我们自己的研究计划外,我们还与行业内的其他公司、大学实验室和政府科学家合作,以确保为这项有前途的技术的负责任发展提供正确的工具。
马克·拉夫拉科尼
中央产品安全部门主管
宝洁公司

核地狱
在“局部核战争,全球苦难”一文中,艾伦·罗伯克和欧文·布赖恩·图恩声称,印度和巴基斯坦之间交换100枚广岛大小的核武器将导致全球灾难,原因是烟尘颗粒被送入平流层。作者如何解释二战期间大量烟雾被排入地球大气层的情况?

在战争后期,超过60个日本城市遭到燃烧弹轰炸。当然,其他需要考虑的地区还有战争期间被烧毁和摧毁的英国、德国和俄罗斯城市,以及特别“肮脏”的轰炸,如罗马尼亚普洛耶什蒂的炼油厂和许多重大战役。在我看来,作者夸大了他们所描述的那种核战争造成的全球损害,也许他们没有充分考虑二战期间造成的环境影响。
凯文·A·卡普斯
科罗纳德尔马,加利福尼亚州

作者回复:二战期间日本和欧洲确实发生过多次火灾,其中几次发生在战争末期。

二战的观测数据库不足以判断这些火灾产生的烟雾是否到达了平流层。对于卡普斯讨论的情景,在日本城市燃烧的四个星期内,面积为155平方公里(60平方英里)。除非每场火灾的强度足以产生火风暴,否则烟雾不会被抽入平流层,而是会像1991年海湾战争期间油井火灾产生的烟雾一样,留在对流层中。这意味着烟雾在大气中的寿命只有大约一周,只有小的、短期的局部影响。即使所有烟雾都进入了平流层,其光学深度也远小于我们研究的区域性核冲突:我们考虑的燃烧面积为1300平方公里2。与我们研究中的100次火风暴相比,二战期间的大型火风暴数量很少。

我们的模型表明,二战中少量事件不会产生气候影响,这些影响可以在自然天气和气候变率的背景下被检测到。我们不知道二战产生的烟雾是否对气候产生了微小的影响,因为没有人研究过它。因此,二战并没有提供任何证据表明我们的结果是不正确的。事实上,城市燃烧的不幸例子支持了我们的理论,即原子弹轰炸后会发生大型火风暴。最近对大型森林和灌木火灾的研究,例如2003年1月澳大利亚的火灾,确实表明烟雾可以被注入到较低的平流层,并可能被阳光提升到更高的高度。

大众科学杂志 第302卷 第5期这篇文章最初以“反物质纳米技术安全火风暴”为标题发表于《大众科学》杂志 第302卷 第5期(),第8页
doi:10.1038/scientificamerican052010-5Pip79PO6yU09VUOj0Iyv9
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