如果平行宇宙或多宇宙真的存在，那么某一天你也可能碰上一個來自其他宇宙的旅客，你該這么做！

　　

　　有很多存在與我們宇宙中的東西我們認為是理所當然的。我們很少思考為什么物理定論是這樣的，為什么基本常數(shù)是它們所有的值，為什么物質(zhì)對比反物質(zhì)占據(jù)了主導(dǎo)地位。而這些是我們宇宙中的基本特質(zhì)。如果這些基本特質(zhì)有任何不同，那我們生存的宇宙將會產(chǎn)生天差地別的改變。

　　但我們的宇宙有可能并不孤單。事實上，有許多令人著迷的原因都說明我們的宇宙只是眾多宇宙中的一個，這些宇宙組合起來，制造出一個更為廣闊的多宇宙。如果這是真的，那么其他宇宙不僅僅可能擁有自己的居民——一些甚至是擁有高科技的智慧生物，但他們生活在不同的物理法則之下。雖然他們可能心地善良，但遇到一位來自其他宇宙的旅客可能導(dǎo)致災(zāi)難。以下是如何運用物理來保證你的生存。

　　CP對稱性改換將一個物質(zhì)粒子與它的鏡像反物質(zhì)交換。LHCb，又稱大型強子對撞機底夸克實驗，在D0 menson載體粒子的衰變中觀測到了這種對稱性的分解。（上圖右側(cè)的球體）與它的反物質(zhì)對應(yīng)物（左側(cè)球體)。這一現(xiàn)象發(fā)生時，兩顆粒子分別衰變成其他不同的粒子（小球體），兩者的區(qū)別很?。▇0.1%），但顯著。這是這樣的不對稱性第一次在粲夸克中觀測到（歐洲核子研究組織）。

　　

　　如果你目睹了某人憑空出現(xiàn)，你得第一個猜想可能是“他們是由反物質(zhì)構(gòu)成的”。按照我們世界的物理法則就可以讓這種事情發(fā)生。他們只需要制造比反物質(zhì)多的物質(zhì)這樣的整容手術(shù)。如果這個平衡傾向另一邊，那我們則不得而知。

　　

　　改變反物質(zhì)，同時用鏡面反射它們代表了CP對稱性。如果反物質(zhì)的衰變與普通物質(zhì)衰變有所不同，那么CP被破壞。如果CP被破壞，那么時間反演（T）也被破壞。CPT綜合的對稱性在我們當今物理法則之下必須守恒，這包含了與其他粒子允許和不允許的相互影響。(E. SIEGEL / BEYOND THE GALAXY)

　　但這沒關(guān)系，事實證明超出平常符號規(guī)定的物質(zhì)（或反物質(zhì)）存在。在我們的宇宙之中有可能存在一些介子（包含底、奇、粲）會自發(fā)性地轉(zhuǎn)變成它的反物質(zhì)對應(yīng)物，將夸克轉(zhuǎn)換成反夸克，而反之亦然。

　　如果我們詢問一名旅客的CP破壞值，我們立即就會知道他是物質(zhì)還是反物質(zhì)。如果你真的想確定的話，在他們身上仍一顆蘋果，如果它與他們的軀殼一同湮滅，那么他一直以來都是反物質(zhì)。

　　

　　在沒有磁場的形況下，每一層電子的能量都相同（L）。但如果磁場存在，那么根據(jù)塞曼效應(yīng)會產(chǎn)生能級分裂。每一顆原子或分子所擁有的能量取決于它們所在宇宙的常數(shù)。如果它們來自擁有不同常數(shù)的宇宙，那我們可以用發(fā)射光譜來辨認它們。

　　如果來訪者的宇宙與我們的宇宙擁有不同的常數(shù)呢？在這種情況之下，旅客宇宙中的物質(zhì)將與我們的物質(zhì)表現(xiàn)出不同的行為。如果我們改變了一顆粒子的重量，或者相互作用的長度，那么物質(zhì)的根本性質(zhì)將會發(fā)生改變。即使改變的是上夸克，一個我們在探究禹州市很少考慮過的粒子，會微妙地改變一顆質(zhì)子地重量。

　　如果任何常數(shù)發(fā)生變化，那么它們所組成的分子和原子也將發(fā)生變化。電子躍遷將會被微妙地（或者顯著地）改變，我們宇宙中氫原子所吸收或釋放的波長，將和來訪者的宇宙有所不同。用分光鏡簡單地觀測粒子反射的和被吸收的/重新釋放的波長就可以告訴我們來訪者的宇宙是否和我們的擁有同樣的基本常數(shù)。

　　

　　太陽所發(fā)射的可見光波，不僅僅幫助我們了解了它的溫度和離子化，還幫助我們發(fā)覺了其中大量蘊含的元素。粗長的線是氫和氦，其他的都是來自中元素。如果有任來自于另一個宇宙，那么他宇宙中的原子或分子將會有不同的放射光譜。(NIGEL SHARP, NOAO / NATIONAL SOLAR OBSERVATORY AT KITT PEAK / AURA / NSF)

　　但如果他們與我們從根本上更加不同呢？如果他們的宇宙追尋著完全不同的物理法則？當然了，進行物質(zhì)/反物質(zhì)測試和基礎(chǔ)常數(shù)測試非常重要，但它們并不包含大千宇宙的不同。

　　例如不同基礎(chǔ)力，粒子和粒子之間的影響在其他宇宙存在的可能性。他的宇宙有可能被物質(zhì)、反物質(zhì)，或者其他完全不同的東西組成。如果他們已經(jīng)掌握了宇宙宇宙之間的穿梭，那么他們有很大的可能對基礎(chǔ)物理的了解比我們更深。如果我們與這位來訪者分享了我們的知識，他也許也會與我們分享他對物理的了解。

　　

　　粒子物理學中的標準模型包含了四個力中的三個（沒有包括重力），所有所發(fā)現(xiàn)的粒子與他們之間所有的影響。我們是否可以利用地球上的對撞機來找到更多的粒子和影響仍有爭議，在目前為止，我們還不知道這些法則是否在其他宇宙仍然守恒。(CONTEMPORARY PHYSICS EDUCATION PROJECT / DOE / NSF / LBNL)

　　基本力（共有四個）在高能量之下是否統(tǒng)一？我們知道電磁力與弱核力在五百億開爾文左右統(tǒng)一。所以重力與強核力在更高的能量級下也許也可以統(tǒng)一。

　　但其他宇宙呢？即使他們與我們擁有相同的基本力，他們是也像本宇宙一樣否統(tǒng)一，或不統(tǒng)一呢？力與力之間的相對應(yīng)的統(tǒng)一性是否在同一能量級瓦解呢？這些僅僅是對我們宇宙的物理法則提出的一些基礎(chǔ)性的問題，而這些問題的答案將會導(dǎo)致極大的物理性分歧，所以必須在可能致命的接觸之前回答。

　　

　　基本力大統(tǒng)一所描述的基本模型——甚至包括在更高能量下的重力——在同一個框架下統(tǒng)一。這是一個強有力的模型，許多研究都由此發(fā)源，但理論本身仍未被證明。不過很多物理學家仍認為這是一個理解自然界的重要著手點。許多有趣、通用和可測試的預(yù)測都從大統(tǒng)一理論中誕生。大統(tǒng)一理論甚至可以在一些宇宙中成立，而在其他的宇宙中失敗。

　　我們的來訪者，他是和我們一樣的三維生物嗎？或者他生活在不同的維度中？

　　如果他們看上去像是神仙——可以超光速瞬間轉(zhuǎn)移，隨意組合我們的內(nèi)臟，或者是可以將我們拉出我們所知的現(xiàn)實世界（到一個更高維度）——那么他們很有可能可以接觸到四或以上的空間維度，對比我們所知道的三維。

　　相反地，如果他們存在于二或者更小的維度，我們對他們則像神仙一樣。我們宇宙的維度是受到極度約束并十分精準的，但我們現(xiàn)在對其他宇宙肯能的維度一無所知。

　　

　　如果多余的維度存在，它們的尺度一定很小。即使允許最大的參數(shù)，大型強子對撞機所產(chǎn)生的黑洞的衰變時間也僅僅增加了不到一秒。但如果多余的維度真實存在，那么我們甚至可以離開三維的世界，通過第四空間維度，然后重新在一處與離開時完全斷開的時間和空間進入三維世界。如果一個來自其他宇宙的生物存在于非三維的維維度中，我們會發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。

　　質(zhì)量在來訪者的宇宙里是否和我們的宇宙由同樣的含義呢？我們有一種大膽的方式來測試我們的宇宙：愛因斯坦的等效原理。如果你有一個物體，并在物體上施加了一個力，它會根據(jù)牛頓第二定律：F=ma來加速。

　　另一方面，如果你有一個物體，然后觀測引力對它的影響，這個力的大小和物體的重量由直接聯(lián)系。在牛頓重力下（ F = GMm/r），其中重量（m）在兩個公式中可以互換。在廣義相對論下，事情更加復(fù)雜。廣義相對論提出空間是一個曲面。而這個曲面則導(dǎo)致了加速度，但加速度的大小仍于質(zhì)量成正比。

　　

　　球體掉落在加速的火箭上的運動（左圖）于掉落在地面上（右圖）是一樣的，這是愛因斯坦等效原理的一個體現(xiàn)。雖然測量瞬間加速度并不會體現(xiàn)出重力加速度于其他加速度的不同，但多次測量不同時間點的瞬時加速度會反應(yīng)兩者的不同，這是由四周時間于空間中不均衡的引力梯度所導(dǎo)致的。(WIKIMEDIA COMMONS USER MARKUS POESSEL, RETOUCHED BY PBROKS13)

　　世界上共有兩種“質(zhì)量”，第一種是慣性質(zhì)量，F(xiàn)=ma，而另一種是我們常說的重量質(zhì)量。這是否在所有的宇宙都相同呢？

　　如果有任何不同的話，那說明這兩種加速度有著根本上的差異。推力，比如火箭引擎所產(chǎn)生的，會導(dǎo)致與在重力影響下產(chǎn)生不同的加速度。雖然這兩種質(zhì)量與他們所導(dǎo)致的加速度在我們的宇宙中是等同的，我們對他們是否在其他宇宙也是這樣的毫無概念。畢竟所有有可能不同的事物都也許不同。

　　

　　空間并不是一個空曠、空白的三維世界，當一個帶有質(zhì)量的物體被放在空間中時，它會將我們所認為的“直線”很具體地變?yōu)榍€。在廣義相對論中，我們將時間與空間看作為連續(xù)的，而任何形式的能量，包括但不限于質(zhì)量，增加了時空曲率。如果引力加速度與慣性加速度不同，那么等效原理會被破壞 (CHRISTOPHER VITALE OF NETWORKOLOGIES AND THE PRATT INSTITUTE)。

　　當然了，如果我們可以給來訪者發(fā)送一條消息，那么最好很短，并好理解。我們可以簡單地告訴他：“這個宇宙擁有電子?！比绻覀兏嬖V他電荷的大小，電子和原子核如何組成在一起形成原子，這些組成的原子的波長，和不同基礎(chǔ)或合成的粒子又有什么樣的質(zhì)量比，加上一點點關(guān)于CP破壞的信息，他們可以很快知道我們的宇宙是否有同樣的基本理論。

　　與外星人有面對面的接觸安全嗎？如果他們掌握了宇宙之間的穿梭，想必他們一定知道答案。但我們必須告知他們我們所知道的，如果接觸是不安全的，在做任何事情之前，我們需要將信息傳達給來訪者，并同樣地了解他的宇宙。

　　作者: Ethan SiegelFollow

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