
這張圖片顯示了宇宙中最古老的存多存光──在大霹靂(Big Bang)后不久釋放出的宇宙微波背景。這道界線標(biāo)示著可觀測(cè)宇宙的多重多重邊緣,不過科學(xué)家已經(jīng)提出了一些理論,宇宙宇宙討論可能存在這道界限之外的真的重宇宙什證據(jù)事物。 IMAGE COURTESY WMAP/NASA
(神秘的存多存地球uux.cn報(bào)道)據(jù)美國國家地理(撰文:NADIA DRAKE 編譯:邱彥綸):多重宇宙是什么?是否有多重宇宙存在的證據(jù)?科學(xué)家無法觀測(cè)到宇宙邊緣之外是什么樣子,我們是多重多重否能得知在這之外有任何事物存在?
在可觀測(cè)宇宙的邊緣外有什么呢?有沒有可能,我們的宇宙宇宙宇宙只是在更大的多重宇宙(multiverse)中的眾多宇宙之一呢?
電影總是非常熱衷探討這樣的議題。從《奇異博士2:失控多重宇宙》(Dr. Strange in the Multiverse of Madness)等超級(jí)英雄大片,真的重宇宙什證據(jù)到《媽的存多存多重宇宙》(Everything Everywhere All at Once)這樣的獨(dú)立制片寵兒,科幻故事中總是多重多重充滿了在平行宇宙間極具想像力的互動(dòng)。而且取決于你詢問的宇宙宇宙宇宙學(xué)家,多重宇宙的真的重宇宙什證據(jù)概念已遠(yuǎn)超過純粹的幻想或方便編造故事的工具。
人類對(duì)平行宇宙的想法自古有之,皆多所變化──埃德加.愛倫.坡(Edgar Allan Poe)甚至在1848年寫了一首散文詩,幻想有「無限的濟(jì)南外圍學(xué)生預(yù)約(電話微信156-8194-*7106)濟(jì)南外圍學(xué)生預(yù)約怎么找大學(xué)生約炮一夜情宇宙序列」存在。但當(dāng)試圖解釋我們宇宙特性的現(xiàn)代科學(xué)理論也預(yù)測(cè)在我們的現(xiàn)實(shí)之外有其他宇宙存在時(shí),多重宇宙的概念真正一飛沖天。
「到目前為止,我們對(duì)現(xiàn)實(shí)的理解并不完整,」史丹佛大學(xué)的物理學(xué)家安德烈.林德(Andrei Linde)說:「現(xiàn)實(shí)獨(dú)立于我們而存在。」
如果多重宇宙真的存在,它們和我們的宇宙是分開的,我們無法抵達(dá),也無法藉由任何直接的測(cè)量方式偵測(cè)到(至少到目前為止)。這讓一些專家質(zhì)疑,尋找多重宇宙是否「真的科學(xué)」呢?
科學(xué)家會(huì)知道我們的宇宙是否唯一嗎?本文將拆解數(shù)個(gè)試圖解釋多重宇宙可能性的理論──包括其他擁有自己物理定律的宇宙,以及多重宇宙中是否存在不同版本的「你」。
什么是多重宇宙?
科學(xué)家描述在可觀測(cè)宇宙之外,也可能有其他宇宙存在,這就是多重宇宙的概念。有許多科學(xué)理論預(yù)測(cè)有多重宇宙存在,這些理論描述了各種不同的可能情景──從與我們宇宙不同平面的空間區(qū)域,到不斷涌現(xiàn)的獨(dú)立泡泡宇宙(bubble universes)。
所有這些理論的共同點(diǎn),是認(rèn)為我們能夠觀察到的空間和時(shí)間,并不是唯一的真實(shí)。
好吧……但為什么科學(xué)家認(rèn)為可能有不止一個(gè)宇宙存在?
「如果我們的宇宙只有一個(gè),我們就無法解釋它的所有特征。」科學(xué)記者湯姆.齊格弗里德(Tom Siegfried)說,他的著作《天堂之?dāng)?shù)》(The Number of the Heavens)研究了多重宇宙的概念如何在數(shù)千年內(nèi)演變的歷程。
「為什么自然界的基本常數(shù)是這樣的?」齊格弗里德提出這樣的疑惑:「為什么我們的宇宙有足夠的時(shí)間創(chuàng)造出恒星和行星?為什么恒星會(huì)以現(xiàn)在的方式發(fā)光,而且能量恰到好處?這一切都是在我們的物理理論中無法找到答案的問題。」
齊格弗里德認(rèn)為有兩種可能的解釋:第一種是我們需要更新、更好的理論來解釋我們宇宙的特性,或是有可能「我們只是眾多不同宇宙的其中之一,而我們生活在一個(gè)美好而舒適的宇宙中。」
有哪些比較主流的多重宇宙理論?
也許科學(xué)上最能接受的想法,是來自所謂的暴脹宇宙學(xué)(inflationary cosmology),也就是在大霹靂后的極短時(shí)刻,宇宙迅速地以指數(shù)方式膨脹。宇宙暴脹的理論解釋了許多我們觀測(cè)到的宇宙特性,像是它的結(jié)構(gòu)和星系的分布情形。
「這個(gè)理論一開始看起來像是篇科幻小說,不過是非常富有想像力的,」宇宙暴脹理論的創(chuàng)造者之一林德說:「但它解釋了我們宇宙許多有趣的特征,因此大家開始認(rèn)真看待。」
這個(gè)理論的其中一項(xiàng)預(yù)測(cè),是暴脹可能會(huì)一次又一次地發(fā)生,而且可能是無限次,因此形成一個(gè)泡泡宇宙群。并不是所有的泡泡都有與我們相同的特性──它們可能是有著不同物理定律的空間。其中有些可能與我們的宇宙相似,但都在我們可直接觀察到的范圍之外。
還有哪些其他的理論?
另一種引人注目的多重宇宙,是量子力學(xué)的多世界詮釋(many-worlds interpretation),這是以數(shù)學(xué)方法來描述物質(zhì)行為的理論。物理學(xué)家休.艾弗雷特(Hugh Everett)在1957年提出,多世界詮釋預(yù)測(cè)了分支時(shí)間軸的存在;在這些平行時(shí)空中,我們的決定會(huì)產(chǎn)生不同結(jié)果,有時(shí)甚至產(chǎn)生截然不同結(jié)果。
「休.艾弗雷特說,看,實(shí)際上有無數(shù)個(gè)平行的地球,當(dāng)你做一個(gè)實(shí)驗(yàn)并得到某個(gè)可能性時(shí),基本上只證明了你生活在有著這樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果的地球上。」明尼蘇達(dá)大學(xué)的物理學(xué)家詹姆斯.卡卡里歐斯(James Kakalios)表示,他〔 在我們的時(shí)空中〕曾寫過有關(guān)超級(jí)英雄物理正確性的文章,「但在其他的地球上,會(huì)有不同的結(jié)果。」
根據(jù)這種解釋,如果你做出不同的決定,那可能導(dǎo)致不同版本的你過著不同的生活。然而,你唯一能感知到的真實(shí),就是你所在的那個(gè)宇宙。
那其他的地球在哪里呢?
它們都重疊在我們無法造訪的維度上。麻省理工學(xué)院的馬克斯.泰格馬克(Max Tegmark) 將這種類型的多重宇宙稱為第三級(jí)多重宇宙(Level III Multiverse),有許多不同的劇本在平行宇宙中上演。
「在多世界詮釋中,仍然會(huì)有原子彈,只是不知道它什么時(shí)候會(huì)爆炸。」林德說,但也許在某些宇宙中,它不會(huì)爆炸。
相較之下,有些宇宙暴脹理論所預(yù)測(cè)的多重宇宙,被泰格馬克稱為第二級(jí)多重宇宙,可能有著不同的基礎(chǔ)物理學(xué)。林德說,在暴脹的多重宇宙中,「你甚至不知道在宇宙的某些地方,原子彈是否在科學(xué)上可能存在。」
所以,如果我想見見自己,我要怎么去那里?我們可以在多重宇宙間旅行嗎?
很不幸的是,不行。科學(xué)家認(rèn)為在不同宇宙之間旅行是不可能的,至少,現(xiàn)在還不可能。
「除非很多我們已知牢固的物理學(xué)是錯(cuò)誤的,否則我們無法前往這些多重宇宙,」齊格弗里德說:「可是誰知道呢?1000年后,也許有人可以弄清楚我們永遠(yuǎn)無法想像的事情。」
是否有任何直接證據(jù)顯示有多重宇宙存在?
盡管宇宙的某些特征,似乎需要有多重宇宙存在,但沒有直接觀察到證明它確實(shí)存在的證據(jù)。到目前為止,支持多重宇宙想法的證據(jù)純粹基于理論,在某些情況下,是基于哲學(xué)。
有些專家認(rèn)為,宇宙大霹靂形成了一個(gè)完美平衡的宇宙,正好適合我們的存在,這可能是個(gè)巨大的宇宙巧合。而其他科學(xué)家認(rèn)為,更可能是有任意數(shù)量的物理宇宙存在,而我們只是居住在有著適合我們生存特征的那個(gè)宇宙之中。
卡卡里歐斯認(rèn)為,有著無限多的平行口袋宇宙(pocket universes)或泡泡宇宙,其中有些具有不同的物理特性或不同的基本常數(shù),這個(gè)想法非常有吸引力,「這就是為什么有些人會(huì)認(rèn)真看待這些想法,因?yàn)樗兄诮鉀Q某些哲學(xué)問題。」他這么說。
科學(xué)家甚至爭(zhēng)論,多重宇宙是否是個(gè)可以經(jīng)實(shí)證檢驗(yàn)的理論;有些人會(huì)說不,因?yàn)楦鶕?jù)定義,多重宇宙獨(dú)立于我們自己的宇宙,而且我們不可能造訪。但也許,我們只是沒有找到正確的測(cè)試方法。
我們是否會(huì)知道我們的宇宙只是眾多宇宙之一?
可能不會(huì)。但有許多可以藉由其他方式檢驗(yàn)的各種理論,也預(yù)測(cè)了多重宇宙的存在。如果這些理論通過了所有的檢驗(yàn),那么多重宇宙也可能為真。或是也許會(huì)有些新發(fā)現(xiàn),能幫助科學(xué)家弄清楚在我們的可觀測(cè)宇宙之外,是否真有某些東西存在。
「宇宙的運(yùn)作并不受限于一顆小星球上的原生質(zhì)團(tuán)塊(也就是我們)能否驗(yàn)證或測(cè)試這種理論。」 西格弗里德說:「我們可以說,這是不可測(cè)試的,因此這不可能是真實(shí)的──但這只是表示我們不知道要如何測(cè)試。也許有一天,我們會(huì)弄清楚如何測(cè)試,也或許我們不會(huì)。但宇宙仍然可以為所欲為。」