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平行宇宙的理论和证据你知几何?

2022-08-25 00:47:18 580

摘要:我们的宇宙是独一无二吗?从科幻小说到科学事实,有一个概念表明,除了我们自己之外,还有其他的宇宙,在这一生中,你所做的所有选择都在交替的现实中上演。这一概念被称为“平行宇宙”,是多元宇宙天文学理论的一个方面。...

我们的宇宙是独一无二吗?从科幻小说到科学事实,有一个概念表明,除了我们自己之外,还有其他的宇宙,在这一生中,你所做的所有选择都在交替的现实中上演。这一概念被称为“平行宇宙”,是多元宇宙天文学理论的一个方面。这种想法在漫画书、电子游戏、电视和电影中随处可见。从《吸血鬼猎人巴菲》到《星际迷航》到《神秘博士》,再到《迪克蒙》,都有延伸情节的想法。其实有很多证据可以证明多元宇宙的存在。首先,了解宇宙是如何被认为是有用的。

宇宙可能在一个气泡中,它位于宇宙空间的气泡宇宙网络中。图片:Sandy MacKenzie | Shutterstock

大约138亿年前,简单地说,我们在宇宙中所知道的一切都是一个无穷小的奇点。然后,根据大爆炸理论,一些未知的触发因素导致它爆炸并膨胀。随着最初膨胀的巨大能量冷却,光线开始闪耀。最终,小粒子开始形成我们今天所知的更大物质集,如星系、恒星和行星。这个理论的一个大问题是:宇宙是唯一的吗?用我们现有的技术,只能在宇宙中观测,因为宇宙是弯曲的,我们在鱼缸里面,看不到外面的东西(如果外面有的话)。

1、无限的宇宙:我们不知道时空的形状到底是什么,一个突出的理论是,它是平的,并且永远持续下去。这将呈现出许多宇宙存在的可能性。但考虑到这个话的,宇宙可能会开始自我重复。这是因为粒子只能通过多种方式组合在一起。

2、泡沫宇宙:关于多重宇宙的另一个理论来自“永恒的宇宙膨胀”。根据塔夫斯大学宇宙学家亚历山大·维伦金的研究,在观察整个时空时,一些空间停止膨胀,就像大爆炸膨胀了自己的宇宙。然而,其他将继续扩大。因此,如果把我们自己的宇宙想象成一个泡沫,它正处于一个宇宙气泡宇宙的网络中。这一理论的有趣之处在于,其他宇宙可能有不同于我们的物理定律,因为它们没有联系。

3、子宇宙:或者也许多个宇宙可以遵循量子力学的理论(亚原子粒子的行为),作为“子宇宙”理论的一部分。如果遵循概率法则,它表明,对于每一个可能来自你决定的结果,都会有一系列的宇宙——每一个都能看到一个结果。

4、数学宇宙:另一个可能的途径是探索数学宇宙,简单地说,它解释了数学的结构可能会随着居住的宇宙而改变。“一个数学结构是可以用一种完全独立于人的方式来描述,”麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的马克思·特格马克(Max Tegmark)在2012年的一篇文章中这样说:我真的相信,有这样一个宇宙,它可以独立存在,即使没有人类,也会继续存在。

5、平行宇宙:最后但并非最不重要的是平行宇宙的概念。回到认为时空是平的,可能的粒子数量,配置在多重宇宙会限制在10 ^ 10 ^ 122不同的可能性。因此,有无数个宇宙碎片,它们内部的粒子排列必须重复无数次。这意味着有无限多的“平行宇宙”:宇宙的斑块和我们的完全一样(包含一个和你完全一样的人),以及不同于一个粒子位置的斑块,不同于两个粒子位置的斑块,以及与我们完全不同的斑块。

著名的物理学家史蒂芬·霍金去世前的最后一篇论文也涉及了多元宇宙。这篇论文发表于2018年5月,就在霍金去世的几个月后。关于这个理论,他在《华盛顿邮报》(the Washington Post)发表的一篇采访中对剑桥大学(Cambridge University)说:并不是一个单一、独一无二的宇宙,但我们的发现意味着,多元宇宙的显著减少,可能会有更小范围的宇宙。

然而,并不是所有人都同意平行宇宙理论。2015年,天体物理学家伊桑·西格尔(Ethan Siegal)在一篇关于媒体的文章中认为,时空可能永远存在于理论之中,但他说,这种想法存在一定的局限性。关键的问题是宇宙的年龄在140亿岁以下。所以我们的宇宙的年龄本身显然不是无限的,而是有限的。这将(简单地)限制粒子重新排列的可能性的数量,可悲的是,让你的另一个自我在看到中国之后登上那架飞机的可能性降低了。

同时,宇宙开始时的膨胀是指数级的,因为宇宙本身有太多的能量,但他指出,随着时间的推移,宇宙膨胀明显放缓——大爆炸产生的物质不会继续膨胀。这意味着多重宇宙将会有不同的通货膨胀率和不同的时间(长或短)宇宙膨胀。这就减少了类似于我们宇宙的可能性。即使撇开问题可能会有无限的可能值基本常数,粒子相互作用,甚至撇开解释等问题是否
many-worlds-interpretation实际上描述了我们的物理现实,事实是可能的结果的数量上升如此之快,所以不仅仅是指数——快得多除非宇宙膨胀已经发生在一个真正的无限大的时间里,否则就没有平行的宇宙和这一段相同。

博科园-科学科普|文:Elizabeth Howell/Space

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