揭秘平行宇宙:霍金遗作暗示平行宇宙数量有限

2018-05-16 19:45 来源:星空观察网

新浪科技讯北京时间5月15日消息,据国外媒体报道,我们的宇宙是独一无二的吗?从科幻故事到科学事实,有一个概念表明,除了我们所在的宇宙空间之外,还有其它的宇宙空间存在。你一生中所做的一切,都是在交替现实中完成的。这个概念被称为“平行宇宙(parallel universe)”,是多元宇宙天文理论的一个方面。

这种概念曾出现在漫画书、电子游戏、电视和电影作品中。例如:电影《吸血鬼巴菲》、《星际迷航》、《神秘博士》和《数码宝贝》中均有关于平行宇宙概念的延伸(在这篇文章最后,有关于平行宇宙更完整的科幻剧和小说目录)。

事实上,有许多证据表明平行宇宙的真实存在。首先,平行宇宙概念的深入研究有助于我们更好地理解我们宇宙的起源。

多元宇宙支持论

大约137亿年前,简单地讲,我们宇宙中所知晓的一切事物都源自一个无限小的奇点。依据大爆炸理论,一些未知因素触发导致奇点在三维空间中不断扩大和膨胀,伴随着最初膨胀的巨大能量冷却,光线开始闪烁出现。最终,较小的宇宙粒子形成,之后它们结合在一起逐渐形成现今观测到的天体,例如:星系、恒星和行星。

多元宇宙存在的一个较大问题是:我们是唯一的宇宙吗?基于我们当前的技术,我们在宇宙中的观测非常有限,因为宇宙是弯曲的,我们如同身处玻璃鱼缸之中,无法观看到“鱼缸”之外的世界(前提是存在多元宇宙)。

目前至少有5个理论证实多元宇宙存在的可能性:

1、“无限宇宙”。我们并不知道时空的真实外形,一个显著理论是宇宙是扁平的,并且永远持续存在,,这暗示着许多宇宙存在的可能性。但是考虑到这个问题,宇宙很可能重复复制,因为仅能通过一些方式组合在一起。

2、“泡沫宇宙”。另一个多元宇宙理论来自于“永恒膨胀理论(eternal inflation)”。基于塔夫斯大学宇宙学家亚历山大·维兰金(Alexander Vilenkin)的观点,当整体观看时空时,一些太空区域正在停止膨胀,这些区域就像大爆炸膨胀之后的宇宙空间。然而,另一些太空区域仍继续膨胀变大,因此如果把我们的宇宙想像成一个泡沫,它正好位于空间泡沫宇宙网络之中。该理论有趣之处在于,其它宇宙可能具有不同的物理法则,因为它们之间没有关联。

3、“子宇宙”。或许多元宇宙可以遵循量子力学理论(亚原子粒子行为),作为“子宇宙”理论的一部分。如果你遵循概率论法则,将表明你做出每个决定的结果,都会有相应的宇宙空间。因此在一个宇宙中,你前往中国工作,而在另一个宇宙空间,或许你的“替身”正在路上,“替身”的飞机将着陆在另一个地方,之后决定留下来……。

4、“数学宇宙”。另一个解释多元宇宙的可能性理论是科学家正在探索的“数学宇宙”,简单地讲,以数学结构解释宇宙形态,可能改变人们对宇宙的认知,之前由于人们所栖息宇宙的限制,会对宇宙结构产生片面认知。“数学宇宙”理论提出者、美国麻省理工学院马克斯·泰格马克(Max Tegmark)称,以数学理论描述宇宙完全不受到人们主观意识的束缚影响,我认为存在着与人类相独立的宇宙空间,它将继续存在,即使没有人类。

5、“平行宇宙”。最后但同样重要的理论是“平行宇宙”,该理论认为宇宙是扁平的,构成多元宇宙的粒子数量可能限定在10^10^122种可能性,因此有无数个宇宙碎片,其中的粒子排列必须无限次地重复。

在史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)去世之前,他最后的研究报告也讨论了多元宇宙。这篇研究报告发表在2018年5月,就在他死亡前几个月。他曾在英国剑桥大学深入讨论了这个理论,他说:“我们并非处于一个单一、独一无二的宇宙,但是我们的研究暗示多元宇宙的数量有限的,很可能形成更小等级的宇宙。”

反对平行宇宙的观点

然而,并不是任何人都同意平行宇宙理论。2015年,天体物理学家伊桑·西格尔(Ethan Siegal)曾在一篇研究报告中称,时空可能永远停留在理论阶段,但是关于时空的观点也存在着局限性。

关键的问题在于宇宙的年龄不足140亿年,因此依据我们宇宙的年龄,证明宇宙并非无限的,而是有限的。这将(简单地)限制粒子重新排列的可能性数量,令人遗憾的是,你的“替身”可能不会很多。

同时,宇宙最初膨胀是以指数级进行的,因为对于空间自身而言存在大量能量。西格尔指出,但是随着时间的推移,宇宙膨胀显著减缓,宇宙大爆炸时形成的物质粒子不会继续膨胀。这意味着多元宇宙以不同速率膨胀,并在不同时间(或长或短)发生膨胀,这将减少了类似我们宇宙的可能性。

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