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宇宙结构中的基本联系和缺陷——带有磁单极子的宇宙弦——可能会演变成复杂的结构 ， 甚至是恒星内部的生命 。
但究竟什么是宇宙弦和磁单极子？
宇宙弦和磁单极子就是我们所说的拓扑缺陷 。 描述拓扑缺陷的最佳方法是举一些例子：想象一个毛皮地毯 ， 您可以在其中刷毛 ， 使其朝您喜欢的任何方向放置 。 如果毛皮在一端被推到左边 ， 在另一端被推到右边 ， 那么在这两种状态之间一定有一个过渡 。 这种过渡不可能顺利进行 ， 所以你有这条线 。
您可以通过向左或向右刷地毯来移动线条 ， 但如果不朝一个方向刷整块地毯 ， 您就无法摆脱它 。 如果您尝试将地毯刷成螺旋状 ， 也可能会出现拓扑缺陷 。 所有点之间的过渡将是平滑的 ， 晶粒角度仅略有变化 。 但是在螺旋的眼中 ， 你会有一个不平滑的过渡 。
这就是拓扑缺陷的共同特征——某些空间的“纹理”突然发生变化 ， 无法轻易解开 。
量子场也应该能够产生拓扑缺陷 。 这些可能是在大爆炸之后不久形成的 ， 当时大规模的相变席卷了整个宇宙 。 这些转变类似于物质状态之间的相变——例如 ， 水冻结成冰 。 但是在这里 ， 量子场本身由于温度的迅速下降而改变了状态 。 技术术语是“自发的对称性破缺”——同样的事件导致从最初的统一力出现分离的力 。 这些相变可能导致不同类型的拓扑缺陷 。
【太阳上可能有生命吗？】让我们来看看可能性：0维拓扑缺陷是磁单极子——就像条形磁铁的北极或南极不知何故失去了对应物 。
一维拓扑是宇宙弦——极细的细丝 。
在某些理论场景中 ， 单极子可以连接到一个或两个字符串的末端 。 这种单极子称为珠子 。 你可以有一条珠链 ， 一条项链 。
设想一种核生命 ， 其中这些链形成复杂的结构 ， 可以具有某种化学性质——甚至可能演变成我们所谓的生命 。
三个生活条件：
条件1：编码信息的能力 ， 例如我们的DNA如何编码我们的细胞构建生命分子机器所需的所有指令 。
条件 2：信息载体复制速度快于分解速度的能力 。 非常直截了当——任何给定的分子链都保存着信息 ， 但如果它在自我复制之前就解体了 ， 那就不好了 。
条件3：自由能源 。 对任何生命都是必不可少的 ， 包括核生命 。
这些单极串项链可以存储信息吗？好吧 ， 对于简单的磁单极子 ， 唯一可能的项链是北极和南极和反极的交替系列 。 只有一种可能的配置 ， 因此无法以这种方式存储信息 。
但如果有更奇特的物理手段 ， 则可以形成不同类型的单极子 。 例如 ， 在早期宇宙对称性破坏的情况下 ， 单极子形成后 ， 它们分裂成两个 ， 即所谓的半极 。 有四种类型的半极-两种分别对应于原始的单极类型 。 四个编码的“字母”——有点像DNA 。半极子有一个额外的好处：而单极子和反单极子总是会相互吸引 ， 如果它们聚在一起就会湮灭 。 使用半极子 ， 可以形成由实际上相互排斥的非湮灭半极子对覆盖的弦段 。 通过这种方式 ， 有可能开发出类似于化学的复杂弦结构 。 也许你甚至可以构建类似 DNA 的东西 。
生活条件 2：这些信息载体的复制速度能否快于分解速度？这些项链可能不太稳定——但没关系 ， 只要你复制它们的速度比它们散开的速度更快 。 这就是恒星进入的地方 。 其他人推测 ， 在恒星形成的过程中 ， 宇宙弦可能会被困在恒星内部 。 这些恒星内部可能会为项链提供快速变化甚至复制的机制 。 根据恒星类型和区域 ， 恒星内部可能是非常动荡的地方 。 流动的等离子体和磁场可能会拉伸和折断项链 ， 这可能会一遍又一遍地重新配置它们 ， 直到它们找到在环境中稳定的状态 ， 再加上发展出复制速度快于它们被撕裂的能力 。 该研究不 没有详细说明这种复制是如何发生的 ， 只是说它可能是通过与恒星中的原子核相互作用来催化的 。 也许细胞核以某种方式帮助项链构建了一条平行的珠链 ， 然后像一条相同的项链一样剥落 ， 类似于 RNA 的复制方式 。
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