世界今热点：我们生活在多元宇宙中？这是为何，4个原因为你解答

2023-01-27 23:10:57 来源：科普中国

科学来讲，我们对宇宙的大部分仍然一无所知。我们对它的一切认知都是基于我们可以用望远镜和探测器看到和探测到的可观测宇宙的区域。但是一些理论认为，宇宙的神秘远不止于此。你是追求真理的狂热者吗？你是否经常感到好奇？

【资料图】

科学史上存在很多在当时难以相信的假说。例如，当哥白尼第一次提出他的“日心说”宇宙模型，即地球和其他行星围绕太阳运动时，仅有少数天文学家初次认真对待，因为它听起来违背了常理。当然，我们现在知道该理论的某些部分是不正确的，但哥白尼的想法使我们不再相信万物围绕地球旋转，这仍然是至关重要的。

当前阶段，我们对于多元宇宙的想法可能也与古人类似。某一天我们回顾多元宇宙理论时，便会惊异为什么它们在21世纪没有被立即接受。关于多元宇宙的猜想确切来说是一个使科学界产生分歧的想法……但实际上，这并不是一个新的想法。我们可以追溯到古希腊时代，埃尔温-薛定谔的观念也是直到1952年的一次演讲，才算真正获得了科学的支持。薛定谔在演讲中详细介绍了他的方程如何预测同时存在的现实情况，在此之前他也承认这听起来很疯狂。

但是，如今有许多其他的理论、实验和理由让许多人相信，多元宇宙归根到底可能并不会让人感到如此疯狂。其中一个原因来自于我们所处的宇宙形态。我们知道，从广义上讲，它可以采取三种形态之一存在。它的形态可以是没有曲率呈平坦的；可以是正曲率呈球形的；也可以是负曲率，大致是马鞍的形状的。通过观察宇宙微波背景辐射，我们怀疑最可能的情况是第一种，即宇宙是平坦的。我们还知道，它正在加速膨胀，甚至有些理论认为它可能永远继续膨胀。

如果这个最新研究是可靠的，我们会发现，多重（多元？更喜欢多重）宇宙与过去大家认识的大爆炸理论不太一样，宇宙是无限的，尽管无限宇宙与大爆炸理论的假设结果会有一些一样的结论和推论。但在“多重宇宙”无限宇宙的模型假设中，无论大小，任何粒子（这里应该特指量子）都会自然的重复排列分布，只是粒子状态不同。因此，这样的结构假设就形成了无限空间，那些“多重宇宙”空间与我们本宇宙极其相似，而又完全不同。

一种假说是多重宇宙是两种对偶的分布排列的形态之一。但是这种假说与我们当前的观测和理论不吻合，即宇宙是平坦曲率几乎为零的，而且大概率也是无限的，但是最终是受到约束的，有界无边，是个闭合的四维超球体。

因此，对于坚持多重宇宙学说的科学家来说，核心问题就是：宇宙的视界之外是什么？如果我们现在的宇宙是在“多重宇宙”内部的某个“泡泡膜”中，而另一个“宇宙”的“泡泡膜”则并没有在它周围漂浮存在？其余所有的“泡泡多重宇宙”也都没有在这个“泡泡宇宙”周围？因此，“泡泡多重宇宙”的假说还有待证实，尤其关于宇宙的整体存在形式和形态，不过科学必须是能够证伪的，目前尚未有任何一种理论或者观测能够确实否定它推翻它。

关于多重宇宙假说可能正确的另一个论据是：宇宙微调理论。这是一个在物理，甚至在整个科学领域都广受关注的问题——人类发现在我们观察事物状态的时刻我们（观察者）无法不存在。（也就是不同宇宙有不同的物理规律，我们之所以生活在一个允许观察者存在的本宇宙，也是因为我们无法生活在别的宇宙）。我们认为人类——碳基智慧生命的存在概率几乎已经微乎其微了，但是对于整个“多重宇宙”这个宇宙集合来说，这一定会有类似的情况存在。

我们本宇宙的存在是依赖于多样且极其精准的“多重宇宙”集合作为一个统一整体而存在的。同时我们本宇宙的存在也依赖于内外部多样且精准的各项数值长期保持不变。比如我们所熟知的εE的问题。它精确的描述了氢原子聚变成氦原子的过程中，0.7%（原文好像是错的，此处应该是千分之七，我也将下文改成了千分之六）的质量转换成能量（这也就是太阳辐射的热能）。也许在很多人看来这是一个很小也无足轻重的数字。

但是，如果这个数值稍微做一个微小的变化——变成0.6%，那么氢原子就无法发生核聚变了，如此一来，给我们这个世界带来的最大变化就是我们所认知的化学世界就不复存在了。宇宙微调理论中一个小小的变化就将会湮灭我们这个世界。从这个角度来看，我们发现宇宙是不太可能存在的。但是如果我们可以用“多重宇宙”假说来认识宇宙，这个问题就迎刃而解了。

现在假设有一个变量足够多的，无限且多向延展的平面空间，根据这个理论，一个稳定多重宇宙集合一定会诞生，我们只会是其中最普通的一个。如前假设无数的其他“多重宇宙”可能会因为微调问题而发生诞生或者坍塌，但是这对我们有什么影响呢？我们生存的宇宙可以正常运行就没问题，因此它不再是一个我们宇宙存在的悖论。

相反，这是不可避免的。正如无限猴子定理的著名论述，让不限量的猴子在键盘上打字，其中之一终将呈现出莎士比亚的作品。所以同理可知，如果多元宇宙持续膨胀，最终必会产生一个稳定的宇宙。这是一个尝试犯错但规模宏大的进程。我们可能生活在多元宇宙中的第三个原因在于，我们关注的是时间，但试错实验法的概念仍然很重要。时空旅行一直是物理学界备受争议的话题，但爱因斯坦方程式（绝大部分时空旅行理论的基石）认为，在时空中向前穿越和（如果可能的话）向后回溯也许是不可能实现的。因为我们知道，尤其是回溯时空，会涉及许多的逻辑悖论。

比如“祖父悖论”，如果你杀掉你的祖父就会抹除你父母（或你）降生的可能性。再比如“自举悖论”，当你把一个存在于此时空的物体带到过去的时空中，这种在早期时空中的突然插入会引发一个因果循环，而在这个循环中，该物体和它在更早期时空中的出现会引发一个导致该物体失去起源的因果循环。这些悖论在单一宇宙条件下会产生令人费解的因果问题。但是，在多元宇宙中，无论我们在任何时空做出上述行为，我们可以都轻易解释这些悖论，我们只是创造了另一个（有人称之为平行）宇宙。

这还是试错实验法。如今，时空像一棵有着无限树枝的巨树。每根树枝都有无限的长度，也代表着在多元宇宙中的一个独立宇宙（或者说时间线）。而每根树枝上的一片树叶都是一个单一瞬间。显然，这只是一种猜想而非实证。但这种多元宇宙论至少可以解决时空旅行面临的许多谜题。实际上，在量子物理的研究中，可能也会存在一些物质，证明时间和现实就是以这种方式运作的。量子物理中的大量学说可以被看作为证明了多元宇宙存在的强有力的证据。比如说，我们有叠置，这是当观察到粒子同时存在两种形态时我们所遇到的现象。在亚原子层级中，这是否可以代表多元宇宙分离出的两个分支呢？此外还有海森堡的“不确定性原理”，该理论在1920s首次被提出时，是用来描述粒子的不可预测性的......但从那以后，它启发了许多的“多重世界”论。

fy：Hayley，戒, 窝进山洞李

关键词：这是一个时空旅行