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宇宙地层之七:第二层多重宇宙

2022-09-03 17:49:39 1537

摘要:01同一时空数学模型告诉我们,如果爆炸前奇点的基本参数确定,所生成的宇宙中,许多事情也都确定了,一条永不中断的因果链将贯穿宇宙的一生,借助广义相对论可以推演整个宇宙的演化历史。第一层平行宇宙与我们的宇宙结构大体相似,只不过演化历史与我们不同。...

01同一时空


数学模型告诉我们,如果爆炸前奇点的基本参数确定,所生成的宇宙中,许多事情也都确定了,一条永不中断的因果链将贯穿宇宙的一生,借助广义相对论可以推演整个宇宙的演化历史。


第一层平行宇宙与我们的宇宙结构大体相似,只不过演化历史与我们不同,因为它们的初始状态不同。


在初始状态中,粒子的位置可能会稍有不同,这一点差异决定了宇宙将发生什么故事:哪些地方会变成星系,哪些地方会成为星系间的空虚之地,哪些恒星会拥有行星,哪些行星上会出现生命。


平行宇宙之间由量子引发的差异,随时空膨胀而放大,在时空中形成星球和星系,演化成千差万别的宇宙历史。


第一层平行宇宙中的学生历史课的内容完全不同,但在物理课堂上学到的物理法则是相同的。


02控制面板


上高中时,物理老师告诉我们,这些定律和常数是放之四海而皆准的,永远不会随地点和时间而改变。


事实上,宇宙法则是由时空结构决定的,不同的时空结构中,宇宙法则各不相同。


把宇宙想象成一套物理系统,你面前有一个控制面板,通过这个控制面板可以改变物理系统的参数。


控制面板上面有一堆控制用的“旋钮”,这些旋钮正是规定物体随外力如何运动的定律,包括自然常数。每设定一次旋钮的位置,都相当于设定了空间的一种相。


这就好比调音台上有布满了密密麻麻的旋钮,每次调整旋钮都会改变原始音频信号,输出不同的声音。


假如有500个旋钮,每个旋钮有10个可选的档位,每次调整都会改变时空结构,那么,时空就有10的500次方种不同的相。


03时空微调


要让时空发生相变,需要大量能量,而我们日常观察到的种种过程都不具备这样的能量。


但是,回溯到暴胀的时代,每个微小的空间内都蕴藏着巨大的能量,足以使得量子涨落在微小的区域内触发偶然的相变。


把暴胀看作一个永不停息的过程,暴胀不会仅形成一个宇宙就偃旗息鼓,而是会生成数量庞大的平行宇宙,穷尽所有物理常数的所有可能值。


永恒暴胀有能力创造出任何一种可能存在的空间类型。


这可能会从根本上改变我们对物理定律的传统观念。那些曾被认定为放之四海皆准、不随时间和空间而变化的基本定律,其实只在本空间区域有效,就像只对本地人有约束力的地方法规一样。


04种子


宇宙就像是由暴胀创造出来的物理系统,暴胀时期设定了物理系统的参数,微观粒子是物理系统的细小零件。


宇宙演化历史中,对物理系统有过两类微调,一类影响到宇宙的时空结构,演化成具有不同宇宙法则、物理定律的宇宙,另一类影响到宇宙的历史,初始状态中,粒子位置的差异,演化成千差万别的宇宙历史。


这两类微调发生在宇宙演化的极早时期,彻底决定了宇宙的基本法则,深刻影响宇宙今后百亿年的历史。


种子已经埋下,所有故事必然自行徐徐展开,一条永不中断的因果链将贯穿宇宙的一生。


两类微调的最终结果是演化出无数千差万别的宇宙,所有宇宙共同构成第一层多重宇宙和第二层多重宇宙。


05微调过的宇宙


在第一层多重宇宙和第二层多重宇宙的无数宇宙中,自然基本定律,如光速、普朗克常数、波尔兹曼常数、重力常数等,发生最轻微的变化,生命也将不可能存在。


一些物理条件或常数数值表面上看似偶然随机,实际上是生命产生之必须。一旦这些条件或数值超出狭窄的特定范围,宇宙就会看起来非常不同,而且可能没有生命。


我们生活在一个非常特殊的宇宙中——这宇宙中的物理参数特别适合生命的存在,仿佛为生命的出现而进行了精细的微调。


这个宇宙中,万有引力常数是一点六七乘十的负十一次方,普朗克常数是六点六二六,电子电量是一点六零二乘十的负十九次方库伦,真空中的光速是每秒三十万公里,这个宇宙中1+1=2。


就好像有人专门把这些参数调好了,就是为了给我们一个能孕育生命的宇宙似的,这似乎是一个被“微调”而成的宇宙。


多重宇宙解释了这一问题:绝大多数平行宇宙都是一片荒芜和死寂,没有生命存在。但依然有一些宇宙的条件正好适合孕育生命,而我们正好生活在这样的宜居宇宙中


最后,第二层多重宇宙是永恒爆胀理论的一个逻辑结论,我们并不能百分百确定爆胀是永恒的,甚至不能确定暴胀有没有发生过。在今后的几年里,我们有可能获得更多关于暴胀的证据,有的可能支持它的存在,有的可能反对。


在这一切确定之前,面对多重宇宙的问题时,我们只能选择相信,或是不相信,你相信多重宇宙吗?

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