“时间旅行”和“多重dc宇宙重生”哪一个更玄?更不可思议?为什么???

灵魂存在:多重宇宙说!
多重宇宙一定存在?
利用天文台和望远镜,天文学家可以看到宇宙的过去,清晰看到宇宙演化的证据。比如哈勃太空望远镜为我们提供了一系列非凡的宇宙影像,为我们展示了遥远的星系辉煌的过去。
对于宇宙诞生之初,天文学家也有所了解,通过宇宙微波辐射,我们可以了解前星系时代宇宙的模样。现在物理学家提出的“宇宙大爆炸”已经基本成型。
随着宇宙学研究的不断深入,新的谜团显现出来并带来了更有挑战性的问题。例如,为什么我们的宇宙是由现在这些成分组成的,又是什么原因驱动着宇宙从一个异常致密的点,一直膨胀到现在?
不幸的是,我们到现在都还没解决宇宙是由什么构成的,我们也不知道宇宙有多少暗物质,而我们宇宙的终极命运(会永恒的膨胀还是最终坍缩),都取决于暗物质的总量和它们产生的引力。
实际上,我们的宇宙充满了机缘巧合。如果在宇宙大爆炸时,产生的原初密度扰动比现在小,我们的宇宙就会一直黑暗并单调,就不会产生星系。如果我们的宇宙不止三个空间维度,行星就不会围绕恒星做稳定的运动。如果引力作用更强,可能会压垮各种生物恒星也会更小,寿命也就更短。如果原子核间的作用力比现在小几个百分点,那么就不会出现各类的元素,也就不会出现生命。
科学家认为,这些巧合并不是巧合,他们的解释是:宇宙并不是唯一的。在更大的空间尺度上,可能存在许许多多的宇宙,其中只要所有参数都适合时,就能产生我们这样的生命。表面上,我们的宇宙似乎被精密地调节过,但实际上,这可能是一点也不意外的巧合。
我们的大爆炸也不是唯一的。更多的宇宙可能面临着“夭折”,它们在短暂的时间内出现后迅速坍缩。
不过物理学家正直面这些挑战,他们正试图阐明宇宙最初阶段的极端物理规律,如果成功,我们就能知道是否存在多重宇宙,以及我们的宇宙表现出的都有属性是纯粹的巧合还是更深层次定律的必然结果。
这些问题可能是新千年的挑战,也许我们永无止境。
想要了解四个层次的多重宇宙,欢迎关注“蚂蚁科学”。
宇宙之外是什么?暴涨理论揭示“多重宇宙”的奥秘!
对宇宙学家来说,宇宙的最远处位于,从时间开始,光能抵达到我们这里的区域,这被我们称为可观测宇宙。在这个球形的空间区域,是从宇宙大爆炸到现在为止138亿年中,光能抵达我们这里的区域。但这就是所有的了,还是这只是我们可以看到的全部?这有可能只是,一个大得多的东西的,一个大得多的东西的?
宇宙学的发展已经经历了漫长的道路,现在我们已有有力证据表明真正的宇宙,一个完整的宇宙,比这要大的多。大家可能都会去问这个问题,这个物体边界的外面是什么呢,在宇宙大爆炸前又是什么呢
关于这个,科学家们提出了暴涨理论,暴胀理论就是说,最开始宇宙不仅是在扩张,而且是以指数方式扩张,意味着在极短的时间内,它的大小就能一次次翻倍,它原本很小,然后将其拉伸到,整个可观测宇宙。根据暴胀理论,当我们的宇宙还是一团火焰时,宇宙的每一部分都开始暴胀,暴胀速度非常快,以至于婴儿期宇宙的均匀性得以保留。
暴胀不仅仅是一种扩张的方式,它也是在一开始,创造出我们的宇宙的一个驱动力,若它能够发生过一次,那就有可能再次发生,这就是永恒暴胀。我们也许只是暴涨产生的一个气泡,尽管这些气泡一开始很小,但它们不断生长,变成我们整个可观测宇宙。这一过程不断继续,最后产生多个,甚至无数个这样的泡沫。
在暴胀多重宇宙中,每个宇宙的物理规律都不相同,使其成为一个非常奇特的世界。它们可能有非常低的能量,它们可能有电磁力,力的作用强度大概和我们的差不多,也有原子、行星、恒星、星系。但它们也可能有本质上的区别,例如,有些可能有电磁力,但比我们的要强得多,以至于原子无法存在,他们也许有其他奇异的夸克集合,以某种奇怪的方式结合在一起,创造出更加复杂的形式。
对于暴胀多重宇宙,我们永远不可能接触到其他那些世界,我们只能相信宇宙暴胀理论,从而相信多重宇宙的存在。我们曾认为我们是独一无二的,我们曾认为地球,我们的家园,位于宇宙的中心。然而渐渐地,我们不得不改变自己的观点,认识到我们只是在一个,围绕太阳运转的行星之上,而太阳也只不过是无数恒星中的一颗。现在我们似乎不得不完全摈弃,单一宇宙这个根深蒂固的观念,转而去接受它可能只是,无数个其他宇宙中的一个,只是真正无限的多重宇宙中渺小的一部分。
多重宇宙是什么?
如果你是科幻小说的粉丝,你可能以前听过“多重宇宙”这个词。如果你不是科幻小说的粉丝,那么多元宇宙就像它听起来的那样,是宇宙的集合。
你到底想知道有多少宇宙?根据许多流行的多元宇宙理论,它们的数量是无限的。在一个无限的多元宇宙中,可能性将是无穷无尽的。
有人说,对于每一种可能发生的情况或结果,都存在着一个存在着这种现实的宇宙。在一个宇宙中,纳粹赢得了第二次世界大战。在另一个宇宙中,恐龙进化成了智能生物,现在它们的电脑上可以互相使用FaceTime了。在另一个宇宙中,你是美利坚合众国的总统,而在另一个宇宙中,你杀死了亚伯拉罕·林肯。这些现实中的一些可能与我们自己的变化很小,或者没有变化--也许在一个宇宙中,你是左手而不是右手,这是唯一的区别。在另一些国家,差异如此之大,以至于地球可能根本不存在。也许银河系不存在,或者宇宙常数是完全不同的,这意味着第一颗恒星一开始就无法形成,而宇宙只是一团贫瘠的质子和电子,没有形式或功能……这样的宇宙将是一个相当荒凉的地方。你能想到的每一个可能的现实都会存在于这个无限多宇宙中,其中有一些是如此的奇怪,以至于这些古怪宇宙中的物理定律是不符合逻辑或理解的。在这个假设的多元宇宙中的可能性将是无限的。唯一的限制就是你自己的想象力。你能想到的一切都会存在。上述假设的可能性将存在,因为这些可能性的变化是无限的。也许今天你穿蓝色衬衫而不是黑色衬衫,或者你今天死于车祸。可能性的规模和范围是如此之大,以至于即使是我们最伟大的头脑也很难围绕这些概念以及这些概念的潜在含义。
&有科学证据吗?
在本文撰写之时,没有确凿的科学证据支持多元宇宙的前提。这个想法本身甚至不是理论上的,它只是一个假设,相当于一个思想实验。但如果是这样的话,为什么这么多物理学家和理论物理学家如此接受这一概念呢?为什么它越来越受欢迎?这在很大程度上要归功于“软”证据。与人类历史上许多失败的假设不同,多元宇宙确实有一些数学、概率和量子力学的科学支持。对于量子力学有一些解释,这些解释产生了多个宇宙,还有其他有趣的数学,其中一个多宇宙“突然从方程中跳出来”(就像弦理论一样)。对于多元宇宙来说,另一件事是这个概念是不被禁止的,也不被任何已知的物理或科学定律所排除。事实上,这就是为什么它越来越受欢迎的原因--它回答并解释了许多问题,这些问题让我们绞尽脑汁多年,几十年,甚至几个世纪。
今天,我们将介绍一些最流行和最常见的多元宇宙理论。在本文的最后,我们讨论了这些多元宇宙假设的问题。宇宙中的多元宇宙这个特别版本的多元宇宙很可能是最可能的版本,因为它只需要很少的时间才能真正成为现实--它并不是一个大的“触角”。这个理论的版本利用并扩展了我们的信念,即我们自己的宇宙在大小和范围上是无限的。由于原子在一个随机复杂的系统中组织和排列自己的方式有限或有限,这意味着存在于某个地方的另一个“镜像地球”的可能性几乎是有保证的。也就是说,如果你在宇宙中走得够远,超过数十亿,也许数万亿个星系,你最终会偶然发现一个与我们的太阳系完全相同的太阳系,一个完美地反映了我们自己的地球。而不仅仅是一个交替的地球,而是无限数量的地球。每一颗行星都有一个太阳系和邻近的恒星,它们完美地反映了我们自己的情况。一个星系或太阳系完美地反映我们自己的可能性很小,但在一个无限大的宇宙中,这样的事情是绝对肯定的。不幸的是,无论如何,不要指望在不久的任何时候去旅行去见你的二重身。所涉及的距离使得旅行甚至看到这样一个行星的希望都不可能实现。即使我们发现的速度比光旅行快,你仍在谈论数十亿年的旅行时间,如果不是数万亿年的话,以超光速计算。即使是星际迷航中的企业号也无法穿越这些距离。口袋或气泡宇宙通货膨胀理论(它回答了我们的宇宙是如何在大爆炸之后出现的)有一种含义,它说,由于通货膨胀并不是一次在所有地方都停止的,所以应该有一些领域的通货膨胀继续存在,而在通货膨胀最终停止的地方,这些区域就变成了它们自己的口袋宇宙。这一多元宇宙的思想根植于一个更大的理论,称为“永恒的膨胀”,它也允许无限多的宇宙。想象一下一条烤面包。如果你把面包切开,你就会发现面包没有完全膨胀到空气中的小口袋。那个小口袋可以想象成一个宇宙。现在想象一个永远烘烤的,永远膨胀的面包;每当这些小气泡在这个宇宙面包中形成时,另一个宇宙就诞生了。这就是为什么永恒的膨胀解释了宇宙的膨胀,并预言了多元宇宙的存在。
许多世界解释(MWI)量子力学的多世界解释是多元宇宙最有趣、最复杂的解释之一。1956,美国物理学家休·埃弗雷特三世首次提出这个观点,许多科幻小说、电视节目和电影都把这个版本作为情节的基础。埃弗雷特博士假设,在量子层面上,每当宇宙面临路径选择时,现实就会分裂/分支,同时发生两种选择或路径。这是无限多宇宙的量子力学版本,我们过去可能发生的一切,实际上都发生在其他宇宙中。例如,约翰·威尔克斯·布斯有可能错过了他的机会,结果亚伯拉罕·林肯活了下来,或者9·11恐怖分子在他们有机会实施袭击之前就被抓住了。对于每一种可能发生的事情或结果,都存在一个存在于其中的宇宙。我们在Zidbit的主要目标是用外行人的术语解释复杂的思想,因此我们将跳过这个特殊的多元宇宙理论的技术细节,但要知道它包括复杂的术语,比如“量子波函数折叠与退相干“和”相对论量子场论“。然而,在外行的术语中,这种解释假定,由于量子力学,现实是一棵无限分枝的树。每一次结果或偶然事件都能以某种方式发生,现实就会分裂成两个平行的、并行的、并行的现实。在一种情况下,结果是一种方式,而在另一种情况下,结果却相反。所以,如果你开车沿路行驶,迷路了,走到了岔路口,你会选择哪个方向呢?左还是右?许多世界的理论声称,你实际上走了两条路--在一个现实中,你向左走,在另一个现实中,你向右走。你的决定所产生的所有后果都发生在这些现实中。每当你做出选择或决定,一个新的分支或现实就形成了。
时间旅行解决方案?
如果时间旅行最终被物理学所允许,那么多世界的解释可能就是时间旅行者一直在寻找的救星。它通过解决时间旅行中产生的大部分悖论来实现这一点,尤其是违反了因果关系(在你出生之前杀死了你的祖父等等)--因为进入过去本身就是一个足以引起现实分支的量子事件,所以时间旅行只会创造一个与旅行者刚刚来自的现实平行的全新的时间线,因此不会违反因果关系。循环与Brane多重我们在前一篇题为“大爆炸之前发生了什么?这个特定的版本假设我们整个宇宙存在于一个膜(膜)上,它漂浮在一个更高的维度或“块状”中。在这个体积中,还有其他的膜,它们有自己的宇宙。这些宇宙可以相互作用,当它们碰撞时,产生的暴力和能量足以产生大爆炸。这些薄膜在体积上相互漂浮或漂移,每隔几万亿年,就会受到引力或其他我们不理解的力的吸引,相互碰撞和碰撞。这种反复接触会产生多个或“循环”的大刘海。这个特别的假设属于弦理论的保护伞,因为它需要额外的空间尺寸。多元宇宙问题多元宇宙最大的问题之一是它目前是一个不可检验的理论。不幸的是,对于多元宇宙来说,一个无法检验的理论是死刑,是一条死胡同。在某些科学领域甚至是禁忌。然而,由于这一理论的说服力,以及它所涉及的科学学科的数量之多,它坚持了下来,甚至越来越受欢迎。然而,并不是所有的希望都失去了;其中一个原因是,它坚持的原因之一是因为可能有间接的方法收集多元宇宙的证据。当我们说话的时候,一种正在进行的方法是看一张难以置信的高分辨率宇宙微波背景(CMB)图片。CMB可以显示我们的宇宙与我们旁边的另一个宇宙相互作用的证据,要么是通过宇宙脐带,要么是通过循环膜方案相互碰撞(这样的碰撞会产生足够的能量,导致大爆炸)。如果我们在中巴发现异常现象,这可能是一个多元宇宙的迹象,或者至少让我们知道我们在正确的轨道上。在未来的某个时候,也许是遥远的未来,我们会找到一种方法来检验其他宇宙的存在,而这些宇宙与我们自己的宇宙是分开的,然后我们就会一劳永逸地知道。加成比特:量子不朽有没有想过要长生不老?如果许多世界对量子力学的解释是正确的,那么你很有可能长生不老。量子不朽是一个有趣的思想实验,根据许多世界对量子力学的解释,它声称我们是不朽的(至少在量子层面上是如此)。想象一下你被判谋杀和死囚。你被处死的那一天到了,你现在躺在桌子上等待你的致命注射,而注射应该在几分钟内就会到来。然而,MWI假设,如果有一个机会,无论多么小,发生了什么事情会让你在这种情况下生存,比如机器故障或地震发生,停止程序,它威尔发生了,你就会继续活下去。实相将继续扩展,导致任何杀死你失败的东西,使你和你的意识在一个新的实相分支中存活。在所有其他的实相中,你将传递并死去,而那些实相中的人们将体验你的死亡,但你的意识会移动到你所生活的分支。如果MWI是正确的,你可能会注意到,尽管有这么多的机会,你似乎永远不会死。这是量子不朽。你有你自己的多元宇宙或量子不朽的理论吗?在评论中让我们知道!
&灵魂存在:多重宇宙说!
天文学家已经观察宇宙太空几个世纪了,他们在思考,为什么我们生存的宇宙就是这样的?空间为什么是三度空间,而不是二度空间、十度空间或廿五度空间?光速为什么远快于音速?为什么原子远小于星球?我们的宇宙为什么这么老?是否还有其他里面一切事务都跟我们宇宙不同的宇宙?不过一个世纪前,科学家以为整个宇宙不过是银河中数十亿颗星球和星云,但现在的天文学家认为宇宙中有无数银河。
在若干天文学家看来,宇宙是以等比级数无尽的扩张,像小宇宙在黑洞中孵化一样。也有人认为宇宙在虚无中漂浮,有时与第五度空间相撞。美国宾州大学天文学家泰马克说,至少有四种宇宙。英国皇家天文学会会员芮斯说,研究这些不同的宇宙可以让人类了解自己的宇宙。
根据天文观察,无法侦测出的「黑暗能量」占宇宙质能的三分之二,约为物质的两倍。但现代量子物理主张虚无的空间应该充满至少是宇宙物质十的六十次方倍的能量。这是物理学界难以解释的最大差。
圣塔巴巴拉加州大学理论物理研究所的博钦斯基教授最近说,基本弦理论可能有十的六十次方种的解释,人类今天所存在的宇宙可能是其中一套比较友善的组合。
部分天文学家认为,我们现在可以观测到的宇宙边缘虽然有一百四十亿光年深,但这只是一连串大爆炸所造成无限大组合的一小部分。他们说,这是麻省理工学院教授古斯于一九八年所提出的膨胀论的自然延伸。古斯根据现代粒子物理理论指出,宇宙在太初时因为空间所具有的反引力发生短暂的超级大爆炸。
古斯和史丹佛大学的林德、塔虎脱大学的维伦金、普林斯顿大学的史坦哈都认为,这种膨胀只要开始,就会无限制重复,造成无数的宇宙。
天文学家说,我们所了解的物理只有四度空间和日常生活中的能量,但在其他的宇宙圈中可能不同。
古斯说,膨胀论虽然怪诞,但日益受到天文学家的支持,而且用以解释大爆炸和宇宙的形成,不宜轻视。
事实上,很多都是科学家难以打破的定数,譬如说生命所需要的碳和氢元素都是「红矮子」星球氦熔合所造成。
可是根据维也纳科技大学教授欧本海默最近所提出的研究结果,只要很小的改变就能阻止这些反应发生,电磁的结构常数如果大一点或是小一点,都可能造成不同的后果。
但我们不敢说宇宙之所以有今天的面貌是一连串巧合的结果。理论物理学家卡特在一九七四年时指出,这些巧合并非巧合,而是必然预设条件。这构成他所谓「人类原则」的基础,大意是说,宇宙是有意无意间为人类而设计。许多科学家都相信这种说法。不过有很多科学家都被这种说法吓到,他们认为自然一定有一个合逻辑的解释,不是机率或爱因斯坦所说「创造者一时兴起」的产物。
无论如何,人类原则最近越来越被引用,这虽然引发粒子物理学界微言,但也反映出多重宇宙概念的兴起。
华盛大学教授贺根说,物理学可以解释像量子效应这些过程。他说,根据弦理论,人类所了解的物理法则是十或十一度空间宇宙间的低能量四度空间经验。所以我们所了解的基本常数在别的宇宙圈内是不一样的。
多重宇宙中的另一个自己
想要这个使这个结论成立的话,首先我们得先要承认我们是不完满的,因为接下来我想要说的,这是一个前提,我们并不是宇宙中唯一的自己,或许在另一个宇宙中同样有一个地球,有一个你!
但是,在另一个宇宙中的我肯定与现在的我不同,不然多个相同我那还有什么意义呢?当然,有不同就有着相同的地方,要不那就不是我了,对不对?
据我的想像,我们核心相同点应该是类似于哲学上范畴的东西,它不是灵魂,不是长相,甚至不是自我的存在感。它应该是一种多重宇宙中唯一的属于我自己的范畴,是的
!你的范畴是什么,你就是什么样的人!
在这个世界的我可能是最差的一个我,因为现在的我,实在太过平庸一无是处。如果有一位绝对公平的神的话,这个宇宙的我如此的破落,那别的宇宙中的我应该优秀的多吧?
通过思考另一种我的问题,我发现互补这个概念很重要,就像阴阳需要互补,那么在另一个宇宙中是不是也会和这个宇宙中的互补呢?如果是的话,我们好像就能根据这个原则推测另一个宇宙,或者另几个平行宇宙的规则了?
是不是很有意思?
多重宇宙理论到底是什么?我们宇宙可能只是其中一个!
物理有一个理论假设认为,可能只是多重宇宙的其中之一,这听起来可能有点玄幻,但是有专家支持,还有坚实的理论支持多重宇宙,但下面的内容可能有点像科幻小说。
大家有没有想过,会不会还有其它宇宙呢?
要回答这个问题,我们要先回到宇宙产生的那一刻,去经历一遍宇宙暴涨的过程。
在极短的时间之内宇宙的尺寸膨胀了10^26倍,可想而知膨胀的速度非常之快,看得出来在暴涨场中,宇宙真的是以超光速的速度膨胀,在这样的告诉状态之下,连量子涨落都跟不上宇宙膨胀的速度,本应该不断快速出现又消失的粒子被冻结在暴涨场中,导致原本均匀的宇宙空间变得坑坑洼洼。
科学家们观测到了这种量子层面的差异,他们就认为,正是这种量子的不均匀分布造成了物质的聚合,产生了星系和我们生活的世界。
除此之外科学家们还证明了暴涨场的存在,他们认为,在宇宙产生80亿年后的时候,那时候还没有我们的地球,暴涨场和它里面的粒子是短暂“苏醒”过,那么促成了宇宙的又一次膨胀,最终让宇宙像现在这样永远膨胀下去。
不过别忘了,在量子世界有无限的可能,出现过一次的东西,就可能出现无数次,那么既然暴涨场具备量子场的特性,那么它的基本粒子就可以随时随地的“苏醒”,并产生局部空间的暴涨,这种暴涨的后果就是再产生一个宇宙气泡。
再进一步说,根据量子理论,应该有着无数个气泡宇宙,在这些泡沫宇宙的一些中,它们的物理定律和基本常数可能与我们的有所不同,甚至连我们生存的这个宇宙都只是这些气泡宇宙当中的一个,这就是多重宇宙理论。
& &多重宇宙论被证实
美国宇宙学家们表示,他们根据欧洲普朗克天文望远镜观测到的数据,找到了多重宇宙论的首个“切实证据”。如果该理论最终得到证实,那就意味着我们所生活的宇宙并非唯一。
今年3月,欧洲航天局公布了根据普朗克天文望远镜捕捉到的数据绘制出的全天域宇宙微
波背景辐射图。这幅迄今为止最为精确的辐射图显示,目前宇宙中仍存在138亿年前的宇
宙大爆炸所发出的辐射。
经过对这张图的研究,美国北卡莱罗纳大学教堂山分校理论物理学家劳拉· 梅尔辛·
霍顿指出,在这张图中,宇宙南部的辐射量更大,而更奇怪的是,在这一区域内还存在一个“冷点”,即辐射空白区。她表示,这些辐射理应均匀分布在整个宇宙空间之中。
霍顿早在2005年就做出过相同预测。当时,她和卡耐基梅隆大学的理查德·
霍尔曼教授提出了宇宙辐射存在异常现象的理论,并估计这种情况是由于其他宇宙的重力吸引所导致。如今,普朗克宇宙辐射图使霍顿更加坚信了自己之前的假设,认为这一现象表明还存在其他宇宙。霍顿在接受采访时说:“这种异常现象是其他宇宙对我们宇宙的重力牵引所导致的,这种引力在宇宙大爆炸时期就已经存在。
这是迄今为止, 我们首次发现有其他宇宙存在的切实证据。”尽管迄今仍有一些科学家对存在其他宇宙的理论持怀疑态度,但上述发现可能有助于这一观点的转变。
欧洲航天局也表示:
“鉴于普朗克地图的高精确性,这种现象可能揭示了某种特殊的、难以解释的特性。”
科学家在海洋地壳发现〝平行宇宙〞
平行宇宙的存在一直是科学家感兴趣的研究课题,今年3月英国《每日邮报》报导一项科学家对〝平行宇宙〞的最新发现,在太平洋地壳2.5公里的深处,科学家发现微生物在完全无光的环境下生存,与我们认知的生态系统完全不同,并且几乎跟上面的世界完全隔离。
微生物学家马克利弗(MarkLever)说:〝我们提供了深埋在海洋地壳的生命的第一批直接证据。
我们的发现显示化学合成作用,在很大程度上支持了这种空间广阔的生态系统的存在〞
科学家普遍认为阳光是地球上生命存在的先决条件。光合生物利用太阳光将二氧化碳转化为有机物,从而组成地球上食物链的基础。但是生活在海洋地壳多孔岩石里的生命,本质上却跟之前知晓的任何生命形式有所不同。研究人员表示,即使这个巨大的生态系统很可能是以氢为基础,它可能也存在不同的生命形式。
〝平行宇宙〞 存在意味什么?
平行宇宙(Parallel
universes),也称多重宇宙论(Multiverse),是美国哲学家与心理学家威廉·詹姆士在1895年提出的。根据这种理论,在我们的宇宙之外,还存在着其他的宇宙,这些宇宙的运动规律和我们所认知的宇宙不同。
当今超越四维时空的宇宙科学理论有数种,如玻色子弦论有26维时空、超重力理论有11维时空、双克氏理论有5维时空和最受世人瞩目地近代物理学超弦理论(superstringtheory)有10维时空。
可以举例说明平行宇宙的概念:假设你手里拿着一片树叶,全世界独一无二的一片树叶。 能不能换种看法:
你手里拿着无数片树叶,只不过它们全都一模一样,在时间空间上叠合在一起,所以你只能看见一片树叶。
甚至连你自己都有无限多个,只不过叠在一起,但在某种特定条件下没准会分出一个你来整个世界也会跟着分出去,于是有两个互不相干的世界,其中各有一个一模一样的你,只是你们俩永远都不会碰到一起,也就无从知道对方的存在,这就是所谓平行宇宙。
如果平行宇宙的存在是真实的宇宙图像,那么,时空无限或许能遇到另一个你。
多重宇宙或者称为平行宇宙,其实就是同时同地另外空间的不同说法,这就是证明了灵
界或者说阴间存在的可能性。神佛、灵魂、外星人,都有可能在另外空间注视着我们,
而用我们的肉眼和现代科技手段却看不到他们。而他们偶尔显露在我们这个空间时,人们固有的观念却不能接受,把其视为偶然的奇异现象,以各种理由搪塞。只有敞开你的心胸去思考去探求,你才能发现另一番新天地。
宇宙之外的多重宇宙藏着什么!
如果说你在看这篇文章的时候,还有另一个你也在做同样的事,你会相信吗?而且另一个你也住在一颗和地球一样的行星上。这个人无论在外表、思维还是生活习惯,都和你一模一样。也许,另一个你放下了这本杂志,而你会继续读下去……
  多重宇宙的想法近乎科幻,但科学家发现,除了我们常说到的那一种多重宇宙,还有另外三种多重宇宙,而且每一种都比之前的更抽象和离奇。
  第一个层次:我们的宇宙视界之外
  这是最简单的一种平行宇宙:因为距离我们太遥远而无法看到的空间区域。我们能够观察到的最远距离是4.4x1026米,也就是460亿光年。这是大爆炸以来光传播的最远距离。(这个距离比140亿光年还远,因为它被宇宙膨胀拉长了。)每一个第一层平行宇宙都与我们的宇宙基本相同,所有的差异都是源自物质初始条件的不同。根据现有的理论,大爆炸早期的某些物理过程会使物质的分布具有一定的随机性,产生所有概率不为零的分布方式。宇宙学家认为,我们这个宇宙是有代表性的(至少在有观测者的宇宙中很有代表性):它的物质分布几乎完全均匀,初始密度涨落为10万分之一。
  在第一层次的多重宇宙中,多远才能出现一个完全一样的宇宙?
  我们首先考虑一个简化的模型。想象有一种二维的小宇宙,它的空间仅能容纳4个粒子。这样的宇宙中,物质共有24即16种可能的排列方式。如果这样的宇宙超过16个,那么它的物质排列方式必定会重复出现。在这个例子中,距离另一个最近宇宙的距离,约为每个宇宙直径的4倍左右。
  用同样的理论也可以讨论我们的宇宙。一个哈勃球(可见宇宙的范围)最多能容纳10118个质子。事实上每个质子既可能存在,也可能不存在,这样所有的质子就有210^118种可能的组合方式。如果一个盒子容纳了这样多个哈勃球,那它就穷尽上述的所有可能性。这些哈勃球如果真的在一个盒子里,那盒子的直径大约是米。在这个范围外,这些盒子里的宇宙(包括我们的宇宙)必将会重复出现。同样,我们可以估算出离你最近的“另一个你”在距地球
1010^28米的地方。
  关键的是要预测平行宁宙的分布形式,并且在此基础上得出一个概率分布,或数学家所称的“测度”。我们的宇宙应该是最可能出现的宇宙之一。如果不是这样
(也就是说,如果多重宇宙理论认为我们居住在一个发生概率很低的宇宙中),那么这个理论就有麻烦了。下面我们将讨论,测度问题是如何变得非常棘手的。
  第二个层次:暴胀形成的泡泡
  第一层次的多重宇宙已经显得太大,不好接受了。此时,你不妨试着想象一个由无穷多第一层多重宇宙结构组成的集合。它们或许有各自不同的时空维度,不同的物理常数。目前流行的永恒混沌暴胀理论预测,在更大的尺度上,是存在无数第一层次多重宇宙的,它们合起来构成了第二层次的多重宇宙。
  这个平行宇宙的设想是:整个空间将永远不停地膨胀下去,但空间的某些区域会停止膨胀,从而形成一个个泡泡,就像发面时,面团里的气泡一样。我们这一层次的多重宇宙(我们的宇宙加上相邻的空间)就是一个泡泡,漂浮在一个更大却几乎空无一物的空间中。这个空间中还有其他的泡泡,但与我们的泡泡没有联系,这些泡泡像云中的雨滴一样凝结成核,在成核过程中,量子场的变化给了每个泡泡不同的特性。
  第二层多重宇宙的多样性远远超过了第一层多重宇宙,泡泡之间不仅初始条件不相同,甚至某些似乎应该恒定不变的自然特征也都不同。如今,物理学界流行的看法是,时空的维数,基本粒子的特性,以及许多其他所谓的物理常数,并不是物理学定律固有的,而是一类被称为“对称破坏”的过程所产生的结果,例如,理论物理学家认为,我们宇宙的空间维度可能曾经有9维,每个维度的地位都一样。在宇宙史的早期,这些维度中有3维参与了宇宙膨胀,结果就变成了我们今天所观察到的3维空间,其余6维现在都无法观测到了。这可能是因为他们仍然非常微小,蜷曲成甜甜圈状的拓扑结构,也可能是因为所有物质都被约束在了9维空间的3维表面上(称为“膜”)上。
  这样各维之间的初始对称性就被破坏了。驱动混沌暴胀的量子涨落在不同的泡泡中,可能造成不同的对称破坏,有的可能变成4维空间,有的可能只有两代,而不是三代夸克,还有些泡泡的宇宙学常数可能比我们宇宙的还大。
  虽然我们不能与其他第二层平行宇宙相互作用,但是宇宙学家还是能够间接推断它们的存在。而它们的存在,也可以解释我们宇宙中部分令人费解的巧合,例如太阳的质量。恒星的质量决定了它的亮度,我们可以计算出,只有当太阳的质量落在1.6~2.4&1030千克这个狭小的范围之内时,才有可能出现我们所知的地球生命。而天文学家测得的太阳质量为2.0&1030千克。
  恒星的质量通常为千克,如果太阳质量是随机的,那么要恰好处在适宜生命存在的范围内可是概率极小的。乍看起来,适于生命栖居的质量值与太阳实际质量值恰好相符这件事纯属走运。不过我们可以假设存在一个集合(在这个例子里是大量的行星系统),再加上选择效应(我们必定会发现自己生活在某个适合生存的行星上),来解释这种表面上的巧合。这种与观测者有关的选择效应称为“人择原理”。
  从行星系统引申出来的观点,也可以用在理解平行宇宙上。通过对称破坏形成的物理常数中,即便不是全部,也有大部分看起来都会让人觉得“恰到好处”。它们的数值哪怕只改变很小一点,就可能会产生一个性质完全不同的宇宙,而在这样的宇宙中多半就没有我们了。
  虽然物理学家对这种“精细调节”的程度还有争议,但这些例子已经在暗示,有可能存在物理学常数与我们不同的平行宇宙。第二层次的多重宇宙理论预言,物理学家永远也无法通过第一性原理来确定这些常数的值。他们只能计算这些值的概率分布,而在做这项计算时,也应该把选择效应考虑进去。这样,结果就能既符合我们存在这个事实,同时又具有普遍性。
  第三个层次:量子多重世界
  第一和第二个层次的多重宇宙包含了距离遥远的平行世界,甚至远到了超出天文学家的观测范围。不过,下一个层次的多重宇宙就在你身边。这种概念源自量子力学的多世界诠释,一个虽然广为人知,但却饱受争议的理论。多世界诠释认为,随机的量子过程会使宇宙分裂成多重宇宙,而每一重只代表其中一种可能的结果。
  原子世界不服从经典的牛顿力学定律,20世纪初问世的量子力学则对原子世界的规律给出了圆满的解释,从此一场物理学的革命也拉开了序幕。尽管理论取得了显著的成功,但对于量子力学的真正物理意义,物理学家依然争论不休。量子力学理论不用粒子的位置和速度之类的经典术语来描述宇宙的状态,而是用一个称为波函数的数学概念。根据薛定谔方程,状态演变的方式具有数学家所说的“幺正性”(unitary)。这意味着波函数的改变,相当于在一个抽象的无限维空间(称为希尔伯特空间)中旋转。
  棘手的问题在于如何把这个波函数与我们的观测结果联系起来。许多正常的波函数,导致的却是与直觉相矛盾的情况,例如,一只猫在所谓的叠加态中,可以同时既是死的又是活的。20世纪20年代,物理学家提出了一种方法来解释这类怪事:每当有人观察,波函数便“坍缩”成某个确定的经典结果。这种假设优点在于可以解释观测结果,但它却把一个优美、幺正的理论变得笨拙难看了。
  近年来,许多物理学家已经放弃了这种观点,转而接受休·埃弗里特三世(Hugh
III)在1957年提出的一个观点。当时埃弗里特还是美国普林斯顿大学的研究生,他证明坍缩假设并不是必要的。事实上,没有外加假设的量子理论并不会导致任何矛盾。虽然它预言一个经典的现实会逐步分裂成许多这类现实的叠加,但观测者主观上对这种分裂的体验只是一些随机性,而概率本身则与传统的坍缩假设完全相同。经典世界的这种叠加,就是第三个层次的多重宇宙。
  40多年来,埃弗里特的多重世界诠释令物理学界内外困惑不已。不过,如果把两种看待物理学理论的角度区分开,这个诠释就比较容易领会了:一种是物理学家研究数学方程式时采取的外部视角,就像是一只鸟从高处俯瞰地面;另一种是观测者在方程式所描述的世界中采取的内部视角,则像是生活在地面上的青蛙。
  从鸟的角度看,第三个层次的多重宇宙很单纯,只有一个波函数。这个波函数以确定的方式随时间平滑地演变,不会发生任何分裂或者平行并存现象。这个不断演变的波函数所描述的抽象量子世界,包含了数量庞大的平行经典故事线,不断地分开又融合,同时还有许多无法用经典物理学描述的量子现象。
  而从青蛙的角度出发,观测者只能察觉到全部事实中极小的一部分。他可以看到自己的第一层宇宙,但退相干(decoherence)过程(与波函数的坍缩相仿,却保持幺正)会让他无法看第三层次多重宇宙的“另一个自己”。
  第三个层次的存在,依赖于一个关键的假设:波函数随时间的演变是幺正的。迄今为止,实验上还没有碰到任何违背幺正性的情况。如果物理学是幺正的话,那么关于量子涨落在大爆炸之初如何起作用的标准图景就必须修改。这些量子涨落不是随机地产生初始条件,而是产生所有可能性的量子叠加态,让这些初始条件同时并存。然后退相干使得这些初始条件在各个独立的量子分支内呈现出经典的行为。问题的关键在于,某个哈勃球内不同量子分支上的结果分布(第三个层次多重宇宙),与单个量子分支上不同哈勃球的结果分布(第一个层次多重宇宙)是完全相同的。在统计力学中,量子涨落的这种性质称为遍历性。
  根据遍历性原理,量子平行宇宙与其他形式较为平凡的平行宇宙是等价的,一个量子宇宙会随时间分裂成多重宇宙(下图左),不过这些新的宇宙,与已经存在于空间其他地方的平行宇宙(例如其他的第一层宇宙)并没有什么不同(下图右)。关键是,无论何种类型的平行宇宙,都包含了所有可能的事件的不同发展方式。
  同样的推理也适用于第二个层次。对称破坏的过程不会产生唯一的结果,而是产生所有可能结果的叠加。因此,如果物理常数、时空维数等,可以在第三层次多重宇宙的不同量子分支间以不同的值存在,那么这些性质也可以在第二个层次的多重宇宙之间有所不同。
  换句话说,第三层次并未在第一层次和第二层次之外增加什么新东西,只是在同一个宇宙中有了更多不可分辨的分身而已:同样的故事线一次次地在其他量子分支上反复上演。因此,只要发现同样宏大但争议较少的多重宇宙(第一和第二层次),围绕埃弗里特理论的火爆争论看来就可以圆满收场了。
  第四个层次:其他的数学结构
  第一层、第二层和第三层次的多重宇宙的初始条件和物理常数可以变化,但支配自然界的基本定律还是相同的。为什么要到此为止呢?为什么不允许物理定律本身也变化呢?如果一个宇宙只服从经典物理学而没有量子效应,那么情况将如何?如果时间是离散的而不是连续的,情况又将如何?实际上,在第四个层次的多重宇宙中,所有这些另类怪胎都是存在的。
  这样一个多重宇宙很可能不是科学家在喝了啤酒后的胡思乱想,因为抽象推理世界与观测到的现实世界之间存在密切的对应关系。方程式(以及更广泛的数学结构,如数、向量与几何物体)对世界的描述非常逼真。数学结构也具有惊人的真实感。它满足客观存在的关键性判断标准:无论谁来研究,它都不变。
  要认识数学与物理学之间的对应关系,有两种言之有理但却截然相反的模式,这两方的论辩可以追溯到柏拉图和亚里士多德时代。亚里士多德的模式认为,物理实在是最根本的,而数学语言只不过是一种有用的近似描述。柏拉图的模式则认为,数学结构才是真正实在的,而观察者永远不能完美地认知它。换言之,这两种模式对哪种视角(观测者的青蛙视角,或者物理学定律的鸟视角)更为基本的问题,产生了截然相反的意见。亚里士多德模式倾向于青蛙的视角,而柏拉图模式则倾向于鸟视角。
  当代的理论物理学家多半都信奉柏拉图模式,认为数学能够完美地描述宇宙,因为宇宙本质上就是数学的。因此所有的物理学推到极致都成了数学问题:只要一位数学家拥有无限的智慧和资源,原则上可以计算青蛙视角下的世界。也就是说,他能计算出宇宙中具有自我意识的观测者有哪些,他们能认识到什么,以及他们用什么语言向彼此描述各自的认识。
  数学结构是一种抽象的、不可变的实体,超越时空之外。比如,想象一下由点状粒子在3维空间中运动构成的世界。在4维时空中(鸟的视角),这些粒子的轨迹仿佛一团纠结的面条。如果青蛙看到一个粒子匀速运动,那么鸟看到的就是一根未煮过的直面条。如果蛙看到的是一对互相环绕的粒子,那么鸟看到的就是两根螺旋缠绕在一起的面条。对青蛙来说,世界是由牛顿的运动与引力定律来描述的;对鸟来说,世界则是用面条的几何(一种数学结构)来描述的。当然,我们的宇宙比这个例子要复杂得多,如果真的有一种确切的数学结构,科学家也还不知道它具体对应的是哪一种。
  柏拉图模式提出了一个问题:宇宙为何是这个样子?如果宇宙本质上是数学的,那为什么在如此众多的数学结构中只有一种被挑选出来描述宇宙呢?看来客观实在的核心就具有最基本的不对称性。
  为了解决这个问题,我认为应该保持完整的数学上的对称性,也就是说,所有数学结构在物理上都是存在的,每一种数学结构对应于一个平行宇宙,这个多重宇宙的各个组成部分并不存在于同一个空间中,而是存在于空间与时间之外。而且,它们中大多数也许完全没有观测者。这个假说可以视为一种激进的柏拉图主义,主张的是柏拉图模式中的数学观念。第四个层次的多重宇宙可以说是多重宇宙的顶层,因为任何一种自洽的基本物理理论,都能够表示为某种数学结构。
  第四层多重宇宙假说做出的预测是可以检验的,与第二层次相仿,它包含了一个集合(即它包含一个数学结构)以及选择效应。随着数学家继续对数学结构进行分类,他们应该发现,描述我们宇宙的结构正是与我们的观测相符的最一般结构。类似的,我们将来的观测也应该是不违背我们过去观测的最一般的观测结果,而我们过去的观测应当是不违背我们存在的最一般的观测结果的。
  因此,平行宇宙的科学理论提出了一种四层结构:层次越高,其中的宇宙与我们自己这个宇宙的差异就越大。这些平行宇宙可能具有不同的初始条件(第一层)、不同的物理常数和基本粒子(第二层)或不同的物理学定律(第四层)。具有讽刺意味的是,第三层次的多重宇宙在过去数十年中遭受的攻击反而最猛烈,尽管它是唯一没有引入具有全新性质宇宙的理论。
  未来若干年内,对微波背景辐射和大尺度物质分布的宇宙学测量将获得显著的进步,这可以帮助科学家更准确地测定空间的曲率和拓扑结构,从而证明或推翻关于第一层多重宇宙的假说。这些测量还可以检验永恒混沌暴胀理论,从而有助于确定第二层次假说的真伪。天体物理学和高能物理学的进展,应该也会进一步弄清物理常数“精细调节”的程度,据此放宽或加强第二层次多重宇宙的条件。
  如果当前建造量子计算机的努力获得成功,那么这种计算机将使第三层假说获得更有力的证据,因为它们实质上就是利用第三层多重宇宙的平行性来做平行计算。实验物理学家也在寻找违反幺正性的证据,如果找到,可以否认第三层次多重宇宙存在的可能。最后,统一广义相对论和量子场论(当代物理学的重大挑战)的努力,无论成败都将影响我们对第四层次假说的看法。要么我们会发现一个与我们的宇宙完全吻合的数学结构,要么我们将撞上数学有效性的极限,从而不得不放弃第四层次的假说。
  所有四个层次的多重宇宙都具备一个共同特征——那些最简单或者也可以说是最优美的理论,天生就包含了平行宇宙概念。而要否定那些宇宙的存在,我们就必须塞进一些没有实验依据的过程,以及特置的假定:如有限空间、波函数坍缩以及本体上的不对称等等,来把理论复杂化。这样看来,到底是哪一种选择会比较浪费而不优美?是让这些宇宙存在,还是我们去大费口舌?或许我们会逐渐习惯这个宇宙的种种古怪行径,并发现,它的古怪正是它的魅力之一。
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