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真的有很多個宇宙嗎?科學(xué)家為你解讀多重宇宙,一起來探索吧

2023-03-06 13:02 作者:天文在線  | 我要投稿

你是特別的嗎?是毫無疑問的獨一無二的個體嗎?從某些方面來看,你是,但從另一些角度看事實可能并非如此!

世界上要找到一個個體,構(gòu)成它的粒子組合跟構(gòu)成你的粒子組合一模一樣,似乎是不可能的。但是根據(jù)某些現(xiàn)實的模型,這或許是可能的,因為地球也許不是唯一的,甚至宇宙或許也不是唯一的。這是一個容易沖昏頭腦的研究課題,但今天的科學(xué)比任何時候都接近于了解真相。

今天我們要回答一個奇妙的問題: 科學(xué)家是否已經(jīng)證明了多重宇宙是真實存在的?你想知道這個問題的答案嗎?你會常常感到好奇嗎?

多重宇宙,通常被也稱為平行宇宙理論,有著極其深遠的影響。這個概念已經(jīng)席卷好萊塢和科幻文學(xué),并作為其中非常重要的情節(jié)和敘事轉(zhuǎn)折點。從更大的角度說,在現(xiàn)實世界中,這個理論認為有無數(shù)個宇宙與我們所在的宇宙并存,而我們甚至無法意識到這一點。這些宇宙可能與我們所處的宇宙截然不同,但也可能與我們的宇宙極其相似。

或許有一個宇宙與我們的宇宙的唯一差別只是你養(yǎng)了一只貓而不熟一條狗;但也有可能在某些宇宙中地球沒有進化出人類,而是有完全不同的生命體占據(jù)著這個行星。從崇高到荒誕,如果這個理論是正確的,現(xiàn)實的可能性將會無限多樣化,而且所有的可能性都是現(xiàn)實。

從多重宇宙理論能發(fā)展出許多奇妙的世界觀,其中之一就是如果平行宇宙的數(shù)量足夠多,那可能意味著在我們的虛擬世界(從《七大王朝》到《中土大陸》)中發(fā)生的事情都真實地發(fā)生在平行宇宙的現(xiàn)實里。但這個內(nèi)容我們將在另外一個視頻里詳述。

在更廣意義上,證明多重宇宙遠比單純想象它困難得多。甚至從一開始,一部分科學(xué)家就認為這個概念稱不上是“真正意義上的科學(xué)”,因為沒有人能證明多重宇宙的理論是錯誤的ー即無法被證偽。與此同時,也有很多人接受這一理論并為其辯解,并不是所有人都其中一定出現(xiàn)了錯誤。物理學(xué)家Sean Carroll指出,科學(xué)上的錯誤應(yīng)當(dāng)牽一發(fā)而動全身,發(fā)現(xiàn)偽科學(xué)應(yīng)當(dāng)一并移除所有與其關(guān)聯(lián)的理論,不能證明一個理論是錯誤的亦不代表它是正確的。除此之外,多元宇宙觀念在科學(xué)界根深蒂固,它更是牽連了宇宙膨脹、量子力學(xué)及宇宙大爆炸等觀點。

舉個簡單的例子,在量子力學(xué)中,我們用原子波函數(shù)構(gòu)建了無窮無盡的宇宙,即多元宇宙觀。我們活在一個宇宙中,外太空卻有著千千萬萬看不到的宇宙,又有誰能到遙遠的另一個宇宙去獲取物理上的證據(jù)證明多元宇宙的存在呢?證據(jù)遠在天邊,實則近在眼前??茖W(xué)家們在我們生活的現(xiàn)實中察覺到一系列的問題,這些問題的存在恰恰支撐了其他宇宙的存在。

一些關(guān)于平行宇宙的初步證據(jù)來自宇宙中神秘的冷斑,冷斑的存在暗示了我們看不到的地方,還存在著另外的宇宙。在宇宙微波背景輻射(CMB)里有著神秘的冷斑,其中蘊含著關(guān)于平行宇宙的證據(jù)。宇宙微波背景輻射是宇宙中最早存在的光,實際上,它是宇宙大爆炸后殘存的輻射。因此,宇宙微波背景輻射為我們提供了關(guān)于宇宙起源的航圖。

然而,學(xué)習(xí)這一輻射存在一個問題。幾十年來,研究人員們猜想宇宙為均勻的,即宇宙在結(jié)構(gòu)上至始至終是平衡且變化不大的。冷斑這一發(fā)現(xiàn)讓打破了研究者的猜想。冷斑的溫度比其周圍低上好幾倍,同時冷斑的周圍圍繞著熾熱的外環(huán)。或許冷斑的存在是宇宙的“漏洞”。一些科學(xué)家更是把冷斑的存在稱作宇宙遺留的傷疤。

假若我們把宇宙看作是一個浴缸里的獨立的大泡泡,這些科學(xué)家們的傷疤理論也不是不無道理。顯然這一大泡泡受推力會向上飄,這一宇宙受到另一宇宙的碰撞亦會彈開。此情此景,設(shè)想這兩宇宙之間發(fā)生碰撞。如此一來相撞留下了傷疤也不是很離奇的事了。可見,給我們的宇宙留下如此大的烙印,另一個宇宙的規(guī)模非同小可。

然而,在這個節(jié)點,也有必要指出,仍存在其他被提出的解釋。例如,大冷斑可能是由于波江座超級空洞——處于我們和宇宙微波輻射冷斑之間的,寬達十億光年之巨的缺乏物質(zhì)與活性的區(qū)域。不過,超級空洞理論也尚未得到證實,因此爭論仍在繼續(xù)。此外,在支持多元宇宙的觀點當(dāng)中,更常被討論的點實際在于我們宇宙的整體構(gòu)成。它從一個看似簡單的問題開始——宇宙是平直的還是彎曲的,它有盡頭嗎?但是,對此爭論的絕大多數(shù)都沒有確鑿的答案??茖W(xué)家們不能肯定地說這是一種或另一種方式。

盡管關(guān)于平直度(或接近平直)的爭論可能只是在熱度掩蓋了它,特別是在大多數(shù)宇宙微波輻射的研究尚未找到證實真正曲率的確鑿證據(jù)的情況下。與此同時,我們也從未見過宇宙的邊緣,也沒有太多理由假設(shè)宇宙有邊緣。因此,根據(jù)一些模型,這些情形使自己適應(yīng)于多元宇宙理論。這里我們進入Tegmark模型。由著名物理學(xué)家麥克斯·泰格馬克(Max Tegmark)提出,多元宇宙可能有多達四個層次等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

但是,如果宇宙是平直的和無限的,那么實際上我們只需要看第一個,并且是最低的化身。因為,在一個平坦而無盡的領(lǐng)域中,多元宇宙似乎是不可避免的——理論上是這樣的。在真正無邊無際的空間里,粒子排列的每一種變化都是有可能的——并且會一遍又一遍地重復(fù)。這意味著,在足夠遙遠的太空中,例如,有一個完整的我們自己的太陽系的重現(xiàn),精確到此刻地球上活著的確切人數(shù)。在真正的無限中,這不僅僅是可能,而是必然。

當(dāng)然,這是否能被視作一個真正的多元宇宙(而非僅僅是一個遠比我們想象的大得多的宇宙)還存在一些挑戰(zhàn),但就平行世界而言,泰格馬克的第一層次可以提供它們。泰格馬克自己曾將這種版本的多元宇宙描述為“微不足道的顯而易見”,因為“空間怎么可能不是無限的?”但是,最后,我們向南進發(fā),以調(diào)查一項進一步為多元宇宙理論提供了一些潛在的證據(jù)的研究,盡管這并不是背后的學(xué)者真正在尋找的東西。

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