多元宇宙論（英語：Multiverse, Maniverse, Megaverse, Omniverse, Parallel Universe），指的是一種在物理學(xué)里尚未證實(shí)的假說。在我們的宇宙之外，很可能還存在著其他的宇宙，而這些宇宙是宇宙的可能狀態(tài)的一種反應(yīng)，這些宇宙可能其基本物理常數(shù)和我們所認(rèn)知的宇宙相同，也可能不同。多元宇宙這個(gè)名詞是由美國哲學(xué)家與心理學(xué)家威廉·詹姆士在1895年所提出的。[1]。

平行宇宙經(jīng)常被用以說明：一個(gè)事件不同的過程或一個(gè)不同的決定的后續(xù)發(fā)展是存在于不同的平行宇宙中的；這個(gè)理論也常被用于解釋其他的一些悖論，像關(guān)于時(shí)間旅行的一些悖論，像“一顆球落入時(shí)光隧道，回到過去撞上了自己因而使得自己無法進(jìn)入時(shí)光隧道”，解決此詭論除了假設(shè)時(shí)間旅行是不可能外，也可以以平行宇宙作解釋，而根據(jù)平行宇宙理論，這顆球撞上自己和沒有撞上自己是兩個(gè)不同的平行宇宙。

在近代這個(gè)理論已經(jīng)激起大量科學(xué)、哲學(xué)和神學(xué)的問題，而科幻小說亦喜歡將平行宇宙的概念用于其中。

平行宇宙的分類

2003年的《科學(xué)美國人》雜志中，有一篇由美國宇宙學(xué)家馬克斯·泰格馬克撰寫的有關(guān)平行宇宙的專文，文中他將平行宇宙分成4類[2][3]：

1. 第一類：這一類宇宙和我們的宇宙的物理常數(shù)相同，但是粒子的排列法不同，同時(shí)這一類宇宙亦可以被視為存在于已知的宇宙（可觀測(cè)宇宙）之外的地方。

2. 第二類：這一類宇宙的物理定律大致和我們的宇宙相同，但是基本的物理常數(shù)并不同。

3. 第三類（艾弗雷特的多世界詮釋）：根據(jù)量子理論，一件事件發(fā)生之后可以產(chǎn)生不同的后果，而所有可能的后果都會(huì)形成一個(gè)宇宙，而這一類宇宙可以被歸屬于第一類或第二類的平行宇宙，因?yàn)檫@一類宇宙所遵守的基本物理定律依然和我們所認(rèn)知的宇宙相同（上述“一顆球落入時(shí)光隧道，回到過去撞上了自己，因而使自己無法進(jìn)入時(shí)光隧道”詭論的平行宇宙解決辦法屬于這一種）。

4. 第四類（數(shù)學(xué)宇宙假說）：這一類宇宙最基礎(chǔ)的物理定律和我們的宇宙不同，而基本上到第四類為止，就可以解釋到所有可能存在（也就是可想像得到的）的宇宙，一般而言，這些宇宙的物理定律可以利用M理論構(gòu)造出來。

相關(guān)理論

無窮宇宙（開放宇宙）理論

開放宇宙理論認(rèn)為，我們目前所知道的宇宙只是整個(gè)宇宙中可觀測(cè)的一小部分。在這個(gè)部分以外，整個(gè)宇宙尚有無限大的未被觀測(cè)的空間；根據(jù)相對(duì)論，光速為宇宙最快的速度，我們所看到的部分（可觀測(cè)宇宙）是已經(jīng)到達(dá)地球的光線，要注意的是，可觀測(cè)的宇宙并不等于哈伯體積，哈伯體積直接取決于宇宙的年齡（因?yàn)槿艄钪嬲Q生于N年前，則能到達(dá)地球的光線最遠(yuǎn)只能在N光年處，更遠(yuǎn)的光線則尚在路途上，故未能被地球上的觀測(cè)者所觀測(cè)），哈伯體積的膨脹是因?yàn)橛性絹碓竭h(yuǎn)處的光線到達(dá)地球。 且根據(jù)馬克斯·泰格馬克的推論，在距離約1010118米的宇宙的遠(yuǎn)方（此值是根據(jù)質(zhì)子配置而可能出現(xiàn)的模式總數(shù)所算出）可能有“另一個(gè)地球”“另一個(gè)自己”，換句話說，就是存有與我們可觀測(cè)宇宙（半徑約4.4×1026米）完全相同的分身，亦即開放宇宙理論說明了第一類平行宇宙的可能性。

泡沫宇宙理論

泡沫宇宙理論認(rèn)為存在有無限多的開放宇宙，而這些開放宇宙本身有著不同的物理常數(shù)，這些開放宇宙的“距離”比我們的開放宇宙的“邊緣”還要遠(yuǎn)，意即這些宇宙存在于無窮遠(yuǎn)的地方之外。

這個(gè)理論由安德烈·林德最早提議，而泡沫宇宙理論本身能和暴脹理論在相當(dāng)程度上契合，而這個(gè)理論本身牽涉到宇宙可能是由某個(gè)“親宇宙”的量子泡沫中所誕生的可能，而這些量子泡沫產(chǎn)生于能量的起伏，這些能量的起伏可能會(huì)產(chǎn)生微小的“泡沫”和蟲洞。若這些“泡沫”不是非常巨大，它們會(huì)像膨脹的汽球般，到了最后消失無蹤，不過如果能量起伏大于某個(gè)常數(shù)，這個(gè)泡沫就會(huì)不斷膨脹，甚而產(chǎn)生一個(gè)“子宇宙”，而“子宇宙”的體積可能大到足以讓宇宙大尺度結(jié)構(gòu)存在的地步。

2005年，美國的理論物理學(xué)家Laura Mersini-Houghton和Richard Holman預(yù)言宇宙輻射存在不規(guī)則分布的原因是其他宇宙的牽引。普朗克天文望遠(yuǎn)鏡的宇宙背景輻射圖在理論上是分布均勻的，但實(shí)際結(jié)果顯示南半部天空中存在一個(gè)強(qiáng)大的中心，以及一個(gè)無法用現(xiàn)有物理學(xué)知識(shí)解釋的冷斑點(diǎn)。Mersini-Houghton認(rèn)為這證實(shí)了自己的預(yù)測(cè)[4][5]。

大反彈理論

根據(jù)循環(huán)量子引力理論，大爆炸可能只是宇宙不斷膨脹和收縮的周期中，一個(gè)新的膨脹時(shí)期的開始而已。每個(gè)周期開始于大爆炸、結(jié)束于大擠壓（Big Crunch），而這個(gè)周期的輪回是無限的，稱為“振蕩宇宙”。在大爆炸之后宇宙膨脹，而之后在重力的作用之下宇宙開始收縮，然后接著是大擠壓，在大擠壓之后的下一次大爆炸被稱為大反彈，雖然這個(gè)模型曾經(jīng)一度被否決，但是膜宇宙論近年來已重拾此模型（振蕩宇宙模型）。

在每個(gè)周期中，宇宙可能會(huì)有不同的宇宙常數(shù)，而因此這些不同周期時(shí)的宇宙可視為第二種平行宇宙。

泡沫宇宙理論和大反彈理論使第二種平行宇宙的存在成為可能。

量子力學(xué)的多世界解釋

量子力學(xué)的多世界解釋是一種主要的量子力學(xué)解釋，在由此解釋方式中的眾平行宇宙共有一個(gè)關(guān)于時(shí)間的變數(shù)，而這些平行宇宙彼此之間有著相同的起源，而這些宇宙彼此之間的基本物理定律相同，但物理常數(shù)可能會(huì)有所不同，而它們亦可能處于不同的狀態(tài)，而且這些宇宙彼此之間沒有任何的聯(lián)系，因此它們彼此之間沒有任何訊息互通，這些宇宙彼此之間的關(guān)系由它們之間的疊加態(tài)決定。

此理論為第三類平行宇宙的基礎(chǔ)。

M理論

根據(jù)M理論，我們的宇宙很可能是產(chǎn)生于11維薄膜的碰撞與撕裂當(dāng)中，基本上由此產(chǎn)生的宇宙可以和多世界詮釋里所說的宇宙極為不同的宇宙。

由M理論可推出第四種平行宇宙的存在。

弦論“地景”

根據(jù)IIB型弦論，從十維弦論的世界到我們所知的四維世界有極多種的變換方式，而不同的變換方式會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)不同的宇宙。

參考資料

1. ^?James, William,?The Will to Believe, 1895; and earlier in 1895, as cited in?OED's new 2003 entry for "multiverse": "1895 W. JAMES in Internat. Jrnl. Ethics 6 10 Visible nature is all plasticity and indifference, a multiverse, as one might call it, and not a universe."

2. ^?Tegmark, Max. Parallel Universes. Scientific American. May 2003.

3. ^?Tegmark, Max.?Parallel Universes?(PDF). January 23, 2003?[2006-02-07]. （原始內(nèi)容?(PDF)存檔于2006-03-04）.?(PDF)

4. ^?“多重宇宙”存在論首次獲確鑿證據(jù). 中國科學(xué)院. 2013-05-23?[2013-05-24]. （原始內(nèi)容存檔于2020-11-15）.

5. ^?ROSIE TAYLOR.?Is our universe merely one of billions? Evidence of the existence of 'multiverse' revealed for the first time by cosmic map Read more: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2326869/Is-universe-merely-billions-Evidence-existence-multiverse-revealed-time-cosmic-map.html#ixzz2UDgyTrWT Follow us: @MailOnline on Twitter | DailyMail on Facebook. Daily Mail. 19 May 2013?[2013-05-24]. （原始內(nèi)容存檔于2019-04-17）.?外部鏈接存在于|title=?(幫助)

參考文獻(xiàn)

• Bernard Carr, ed. (2007)?Universe or Multiverse??Cambridge Univ. Press.

• Quantum theory, the Church–Turing principle and the universal quantum computer. Proceedings of the?Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences. 1985-07-08,?400?(1818)?[2022-06-08].?ISSN?0080-4630.?doi:10.1098/rspa.1985.0070. （原始內(nèi)容存檔于2022-09-27）?（英語）.

• Ellis, G. F. R; Kirchner, U.; Stoeger, W. R.?Multiverses and physical cosmology.?Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2004-01-21,?347?(3)?[2022-06-08].?Bibcode:2004MNRAS.347..921E.?ISSN?0035-8711.?arXiv:astro-ph/0305292?

• .?doi:10.1111/j.1365-2966.2004.07261.x. （原始內(nèi)容存檔于2022-08-12）?（英語）.

• Surya-Siddhanta: A Text Book of Hindu Astronomy by Ebenezer Burgess, ed. Phanindralal Gangooly (1989/1997) with a 45-page commentary by P. C. Sengupta (1935).