曾经统治着地球1.6亿年的恐龙一直是古物种学家探索的热门话题。

但是,对于恐龙的灭绝有不同的看法。
恐龙第一次出现在2.3亿年前的三叠纪,并在大约6500万年前的白垩纪晚期灭绝事件中死亡。
古物种学家一直在研究6600万年前恐龙灭绝的真相,并提出了一些疯狂的理论。
1、性欲低下
在匈牙利出生的贵族同时又是间谍的弗朗茨-诺普乔-范-费尔斯-斯尔瓦斯在20世纪初有许多恐龙灭绝的理论,其中包括性欲低下和腺体过于活跃等。
这位古物种学家认为,恐龙之所以长那么大,是由脑下垂体分泌物造成的。
史密森学会说,尽管他试图把人类情形的知识应用在恐龙身上,但没有证据显示腺体和恐龙的尺寸或灭绝存在任何关系。
2、同类相食
一位研究人员说,贪婪的恐龙吃了很多恐龙蛋,造成它们大规模灭绝。
但今天的科学家指出,虽然化石显示这些动物非常喜欢蛋,但它们不可能把它们全部吃光。
照片显示,科学家正在分析一窝石化的恐龙蛋。
另一位和斯尔瓦斯生活在同一时期的科学家乔治-维兰德认为,恐龙以同类为食,致使这个生物灭绝。
耶鲁大学的这名研究人员说,这些贪婪的食肉动物吃了很多恐龙蛋,造成它们大规模灭绝。
但今天的科学家指出,虽然化石显示这些动物非常喜欢蛋,但它们不可能把它们全部吃光。

3、蛋的问题
化石专家H-K-厄尔本在20世纪70年代提出,恐龙蛋有多个壳质层。
如果蛋壳太薄,破裂了,就会使发育中的恐龙窒息或脱水。
他根据在法国南部发现的蛋壳提出这个想法,但化石记录显示这是一个局部现象看,并非一个普遍存在的问题。
4、行动不便
20世纪初达尔文的自然选择理论仍然流行时,许多古物种学家认为这些很大野兽太迟钝、太大和太笨,致使不能活动。
根据这个现在不受欢迎的理论,恐龙有一种进化惯性,通过能量变得更大而不是更小。
但事实上,剑龙和腕龙等最大的恐龙生物长势良好。
5、没有伴侣
最近在过去10年中,一位不孕不育专家指出,恐龙灭绝的真相是它们不能找到伴侣。
谢尔曼-西尔伯说,因为温度可能决定鳄鱼等动物的性别,所以气候变化可能使只有一个性别的恐龙出生。
但这个理论有几个漏洞,例如科学家并不知道恐龙性别是否取决于温度等。
6、失去食物
昆虫学家斯坦利-弗兰德斯20世纪60年代提出,在白垩纪,最早的飞蛾和毛毛虫吃光地球上的所有植被,致使食草恐龙失去维持生存的必要食物。
所以他认为,食肉恐龙会因缺少可以食用的食草恐龙而渐渐饿死。
但现代科学和化石记录再一次显示,蝴蝶和飞蛾同恐龙和睦共处地生活在地球上,并没有吃光所有植物。
7、视力不佳

史密森学会的一篇研究论文说,由于科学家的专业知识常和他们的理论存在密切联系,所以眼科专家L-R-克罗夫特认为视力是造成恐龙灭绝的真相也就不足为奇。
他在20世纪80年代说,持续上升的温度加快恐龙患上白内障的速度,另外它们为保护眼睛不受太阳伤害,脸上成功进化出角。
但这个理论并没有解释飞行恐龙没有变瞎的真相。
8、放屁致死
古物种学家大卫-威尔金森2012年猜测,恐龙从体内释放出甲烷的年产量足以令全球变暖。
但严格来说这并不是一个科学思想。
尽管威尔金森并没有提到灭绝,但媒体利用他的观点作出恐龙放屁致使它们灭绝的结论。
9、外星生命
2012年电视节目《古老外星生物》把各种各样零碎的科学观点融合在一起,提出外星生物使恐龙灭绝的理论。
但美国犹他州立大学史前博物馆说,没有证据显示这个理论是正确的,因为科学家没有发现外星生物化石或外星生物废物等证据。
10、宇宙灾难
在科学界普遍接受一颗小行星撞击地球是恐龙灭绝真相的理论前,物理学家华莱士-塔克和古物种学戴尔-拉塞尔在20世纪70年代提出一次致命打击来自宇宙。
他们认为,一颗距地球很近的超新星爆炸,X射线轰击地球上层大气,致使温度急速下降。
但没有证据表明科学家发现一次天文事件。
它说,一个系统的熵只会随时间增加,不会减少。
这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。
熵,说白了就是无序的程度:熵越低,结构越有序;熵越高,越散乱。
糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉,背后都是熵在增加。
人们相信,宇宙的演化也遵循这条定律。
宇宙早年处于低熵状态,一路演化到高熵。
可就在这个过程中,宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。
星系的熵很低,却是在一个高熵的环境里形成的。
这看起来像是在违反第二定律。
这个存在已久的矛盾,正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。
引力、熵与量子信息的交织,是比安科尼理论的视觉主题(图片来源:Physics World) 在爱因斯坦的广义相对论里,有个叫"度规"的数学对象,描述时空是怎么弯曲的;物质沿着这条弯曲走,就表现成了引力。
而在量子力学里,"算符"是对量子态做变换的数学工具。
比安科尼的关键一步,就是把这个"度规"当成量子算符来用,用量子化的方式描述时空的几何。
这样一来,会冒出两个"度规":一个是"真实"的时空度规,一个是由物质和能量诱导出来的度规。
两者之间"差多少",用量子信息论里的一个量来度量,叫量子相对熵。
正是这两个几何之间的量子相对熵,决定了时空怎么演化——换句话说,它给出的运动方程,就是引力。
在低曲率极限下,这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。
可一旦超出这个极限,方程就得被一个叫"G场"的对象修正。
G场生出一个暗能量项,而且是动态的。
暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西;在标准广义相对论里,它由静态的宇宙学常数驱动。
现在冒出一个动态的暗能量项,就有了被实验检验的机会。
比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)宇宙模型上。
这是广义相对论对宇宙行为的一级近似,假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。
膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质,或辐射。
宇宙膨胀时,体积变大,总熵也跟着变大。
但正因为体积涨得更快,单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。
总熵在涨,局部熵密度却在降,这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。
那这算不算违反第二定律?比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵:要把熵密度在整个时空区域上积分,而因为体积随时间变大,总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。
所以对辐射主导和物质主导的宇宙,总熵依然随时间增加,第二定律照样成立,尽管局部熵密度在下降。
比安科尼强调,GfE 理论还很年轻,需要实验来验证。
但这项工作揭示了它内在的热力学本质,为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述,也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。
引力,也许并不是什么神秘的基本力,而只是信息与熵的必然结果。
若真如此,宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命,答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。
来源:S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究:G. Bianconi, Physical Review D.
每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。
这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀,并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。
左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图;右图外圈显示宇宙微波背景辐射,扇区分别展示视线速度(红/蓝)、物质密度(灰)和引力势(绿/蓝)。
图片来源: 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为,极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。
这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度,留下微小的密度差异;随后,引力把这些差异不断放大,最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。
然而,暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。
通过研究物质在宇宙中的分布,有望找到更多线索,探索宇宙最早期的秘密。
暗物质无法被望远镜直接看见,却凭借引力主导星系形成,并塑造更大尺度的宇宙结构。
在模拟中,暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”,团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。
标准宇宙暴胀模型预测,早期宇宙的密度涨落服从高斯分布,也就是最简单的一类随机模式。
科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差,即“原始非高斯性”。
一旦发现可测量的偏差,就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程,从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。
然而,这类信号极其微弱,还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积,统计不确定性难以完全消除。
因此,探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。
而如此规模的模拟对算力要求极高。
团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。
模拟及大部分数据分析约4天完成,目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。
这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目,包括美国能源部支持的暗能量光谱仪(DESI)和NASA的SPHEREx任务,两者目前均处于数据采集阶段。
模拟与前沿观测相互印证,将共同描绘出更为精细的宇宙图景,推动人类对宇宙起源与演化的探索。
来源:科技日报