幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，關(guān)于無(wú)限世界的討論一直牽動(dòng)著科學(xué)家們的心?，F(xiàn)在就讓我們一起來(lái)探討一下無(wú)限世界相關(guān)的有趣研究吧。

根據(jù)傳統(tǒng)的物理宇宙學(xué)理論，我們的宇宙誕生于大約在137億年前的一次大爆炸。在大爆炸后極短的時(shí)間內(nèi)，宇宙經(jīng)歷了一次突然的超速膨脹，被稱(chēng)為“暴脹”。

圖解：從大爆炸形成的宇宙演化圖解（左）。在這幅圖中宇宙以二維呈現(xiàn)，第三維度是時(shí)間，向右是時(shí)間流動(dòng)的方向。 圖源：Wikipedia

暴脹理論是由麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家艾倫·古斯提出的。它解釋了諸如宇宙的同質(zhì)性、宇宙微波背景（盡管它在天文尺度上的壽命相對(duì)較短）等尚未解決的問(wèn)題。

由于暴脹理論的許多預(yù)測(cè)都得到了證實(shí)，這個(gè)曾經(jīng)被認(rèn)為是新奇想法的理論現(xiàn)已被視為主要宇宙學(xué)假說(shuō)。

圖解：哈勃半徑實(shí)際大?。▽?shí)線(xiàn)）作為宇宙膨脹比例系數(shù)的函數(shù)。在宇宙暴脹過(guò)程中，哈勃半徑維持不變。圖中也顯示微擾模式（虛線(xiàn)）的實(shí)際波長(zhǎng)。從圖可見(jiàn)，微擾模式在暴脹階段超出了視界，然后當(dāng)視界在輻射主導(dǎo)階段迅速膨脹時(shí)，微擾模式再落入到視界之內(nèi)。如果宇宙暴脹從未發(fā)生過(guò)，輻射主導(dǎo)階段一直延續(xù)到引力奇點(diǎn)，那么在早期宇宙中，微擾模式就一直都處于視界以?xún)?nèi)，從未超出過(guò)。這樣因果機(jī)制就無(wú)法產(chǎn)生在微擾模式尺度上的同質(zhì)均勻性。 圖源：Wikipedia

平行宇宙

“宇宙”和“多元宇宙”都是用來(lái)描述我們正存在的環(huán)境。 “宇宙”是經(jīng)典意義上我們所存在的這片外環(huán)境，而 “多元宇宙”指的是一組可能存在的與我們自己的宇宙并存的多元宇宙，它們代表了我們過(guò)去稱(chēng)之為宇宙的真實(shí)實(shí)體。

平行宇宙是多元宇宙的另一個(gè)名稱(chēng)，同樣可以在文獻(xiàn)中使用。

為了完善暴脹理論，一些宇宙學(xué)家提出在暴脹時(shí)期太空的亞原子碎片會(huì)經(jīng)歷一次突然的膨脹，直至宇宙膨脹至到我們現(xiàn)在觀測(cè)的那樣。

在這個(gè)過(guò)程中，膨脹的能量導(dǎo)致了粒子混合物與輻射的爆炸，進(jìn)而引發(fā)了一次“大爆炸”。根據(jù)這個(gè)理論，我們現(xiàn)在正生活在一個(gè)“泡沫宇宙”中，其他的“泡沫宇宙”可能仍在增長(zhǎng)階段。

圖解：“泡沫宇宙”示意圖，宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常數(shù)，我們的“宇宙”不過(guò)是其中的一個(gè)“泡沫”而已。 圖源：Wikipedia

理論出現(xiàn)

平行宇宙的概念最早是1950年普林斯頓大學(xué)的一名研究生休·埃弗里特在其名為“許多世界”的理論中提出的。這個(gè)理論本來(lái)是為了解釋一些量子力學(xué)中的奇怪問(wèn)題。

盡管這個(gè)想法當(dāng)時(shí)并沒(méi)有受到太多關(guān)注，但是后來(lái)德克薩斯理工大學(xué)物理學(xué)家比爾·波里耶爾將它拓展為“許多交互世界”理論重新提出。

波里耶爾的工作本來(lái)是為了解釋化合物和復(fù)雜分子中的量子力學(xué)，但是這個(gè)成果最終卻為平行宇宙理論在量子層面提供了新的支持。

量子力學(xué)與無(wú)限世界

雖然量子力學(xué)的引入以及對(duì)物質(zhì)本質(zhì)和相互作用的奇妙解釋?zhuān)ɡ缥镔|(zhì)與場(chǎng)的波粒二象性）已經(jīng)過(guò)了一個(gè)多世紀(jì)，但相關(guān)理論卻還有很多爭(zhēng)議有待解決。

波里耶爾在2014年發(fā)表的關(guān)于無(wú)限世界的文章中提出量子力學(xué)中所有奇怪而模糊的問(wèn)題都可以解釋為平行世界交互作用。根據(jù)他的理論，不一定每個(gè)平行宇宙中都存在粒子的波函數(shù)。

這個(gè)理論的另一重要特點(diǎn)是對(duì)自然常數(shù)的闡述。物理學(xué)中有很多神秘又獨(dú)特的常數(shù)至今都沒(méi)有解釋?zhuān)热缗ｎD重力常數(shù)、普朗克常量、電子質(zhì)量、電荷等等。

這些常數(shù)經(jīng)過(guò)精確調(diào)整與確定，它們中的任何微小變化都可能導(dǎo)致另一形式的宇宙，比如沒(méi)有銀河系，太陽(yáng)系甚至生命的宇宙。

圖解：在帕瑞納天文臺(tái)的夜空中觀賞到的銀河系的核心（激光為望遠(yuǎn)鏡創(chuàng)造出一顆導(dǎo)引星）。 圖源：Wikipedia

根據(jù)這個(gè)理論，在一個(gè)多元宇宙中，生命只能在自然常數(shù)是生命必需的宇宙中形成——比如我們的宇宙。因此，那些不符合條件的宇宙都無(wú)法產(chǎn)生生命。

圖解：由Sam del Russi創(chuàng)作的多元平行宇宙藝術(shù)品 圖源：原文https://learning-mind/parallel-worlds-hypothesis/

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)限世界的理論的確可以通過(guò)其蹤跡驗(yàn)證。一些研究者提出兩個(gè)宇宙的碰撞可以在宇宙微波背景上留下痕跡。

宇宙微波背景讓人想到宇宙大爆炸初期的輻射。這個(gè)觀點(diǎn)被來(lái)自加州理工大學(xué)普朗克數(shù)據(jù)中心的天體物理學(xué)家蘭戈萊姆·查理反復(fù)驗(yàn)證，且似乎已經(jīng)找到了充分的證據(jù)來(lái)證明兩者的聯(lián)系。

圖解：用WMAP九年的資料（2012年），以我們的角度看宇宙微波背景輻射在整個(gè)宇宙的變化，實(shí)際變化會(huì)比圖中顯示得更為平順。 圖源：Wikipedia

查理通過(guò)將歐洲航天局制作的宇宙微波背景圖與普朗克望遠(yuǎn)鏡拍攝的夜空比較，成功找到了一束比應(yīng)有亮度高4,500倍的光。對(duì)這個(gè)現(xiàn)象還有一些其他猜想，有人認(rèn)為這可能是由于宇宙碰撞的聲音引起的。

圖解：普朗克巡天者模型 圖源Wikipedia

結(jié)論

這個(gè)問(wèn)題仍有待驗(yàn)證，但是越來(lái)越多新的證據(jù)總會(huì)讓我們得出結(jié)論。如果這個(gè)理論是正確的，那么我們對(duì)宇宙與量子力學(xué)的理解將會(huì)以一種奇異的方式產(chǎn)生巨大的改變。

參考資料

1.Wikipedia百科全書(shū)

2.天文學(xué)名詞

3. learning-mind-水獺

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