假設(shè)你搭乘一艘火箭從地球出發(fā),漸漸地越飛越遠(yuǎn),離開太陽系,離開銀河系……最終突破可觀測宇宙的邊界,將我們的宇宙拋在身后(雖然這在現(xiàn)實(shí)中是不可能的,因?yàn)檫@艘火箭必須超越光速,但我們在這里暫時(shí)不考慮這一點(diǎn))。
現(xiàn)在你已經(jīng)穿越了無邊無際的虛空,結(jié)果來到了另一個(gè)宇宙,里面有另一個(gè)銀河系、另一個(gè)太陽系、另一個(gè)地球……還有另一個(gè)你正坐在電腦前,閱讀著這篇文章。
這就是多重宇宙。這一概念也許預(yù)測了決定宇宙開端的物理理論,也許不然。而一項(xiàng)最新研究顯示,這真的很難說。
龐大而古老的宇宙
大多數(shù)宇宙學(xué)家都相信,在宇宙剛剛形成的一瞬間,它的體積還只有一丁點(diǎn)大。但就在瞬息之間,宇宙突然急劇膨脹,體積增大了無數(shù)倍。
宇宙究竟有多大,我們恐怕難以說清,因?yàn)檫@一概念很大程度上還只是猜測而已,但完全可以說“比你想象的大得多”。宇宙暴脹模型認(rèn)為,宇宙的實(shí)際大小至少為可觀測部分的1052倍。既然可觀測宇宙的直徑已經(jīng)足有900億光年,這意味著宇宙的真實(shí)范圍已經(jīng)大到了我們難以理解的程度。
暴脹理論解決了標(biāo)準(zhǔn)大爆炸宇宙學(xué)中存在的許多問題,例如宇宙中不同區(qū)域可能相距甚遠(yuǎn)、但溫度卻幾乎完全相同。根據(jù)暴脹理論,這些區(qū)域曾一度緊緊地?cái)D成一團(tuán),直至被宇宙暴脹強(qiáng)行分開。
暴脹還有另一種可能的結(jié)果:宇宙暴脹也許還沒有結(jié)束。事實(shí)上,這一進(jìn)程或許永遠(yuǎn)都沒有結(jié)束之日。該理論叫做“永恒暴脹說”,認(rèn)為宇宙在大尺度上將永遠(yuǎn)持續(xù)膨脹下去,只有其中的小塊區(qū)域可以保持正常、平靜的生活,就像我們自己的宇宙一樣。每個(gè)孤島般的宇宙之間都由無垠的虛空隔開,以超過光速的速度遠(yuǎn)離彼此(因?yàn)楸┟浀乃俣鹊拇_快于光速)。
這些鑲嵌在“多重宇宙”中的孤島宇宙永遠(yuǎn)不會遇見彼此,也永遠(yuǎn)無法相互交流。事實(shí)上,我們甚至不可能找到它們存在的直接證據(jù)。
暴脹,還是不暴脹?
雖然沒有直接證據(jù),但我們能否合理猜測一下多重宇宙是否存在呢?如果我們只是一個(gè)巨大浴缸中的一朵小小的泡沫,周圍的泡沫都在以比光速還快的速度遠(yuǎn)離我們,我們又要如何才能弄清這一點(diǎn)呢?
首先,我們要對宇宙暴脹進(jìn)行驗(yàn)證。雖然科學(xué)家暫未達(dá)成定論,但的確有證據(jù)證明,早期宇宙中發(fā)生過某種類似暴脹的事件。假如暴脹真的發(fā)生過,我們?nèi)缃駨挠钪嫖⒉ū尘安▌又杏^測到的規(guī)律也的確與之吻合。除了暴脹理論之外,沒有任何針對早期宇宙的理論能做到這一點(diǎn)。
不過,宇宙暴脹并不是一條單獨(dú)的理論,而更像是“一類”理論。不同的模型會針對這起事件假定不同的物理法則、不同的驅(qū)動因素、不同的起因和不同的效果。由于這些理論全都基于早期宇宙的假想模型,要想判斷其中哪些為真,目前還為時(shí)尚早。
物理學(xué)家猜想,永恒暴脹可能是一種比較普適性的情況,絕大多數(shù)暴脹模型發(fā)展到最后,都可能走向這一結(jié)果。按這種猜想推演下去,假如宇宙暴脹理論正確,那么永恒暴脹理論可能也正確,這就意味著,多重宇宙也許真的存在。
判斷多重宇宙
不用說,多重宇宙的存在著實(shí)令人一時(shí)間難以消化。如果永恒暴脹理論是對的,那就不僅僅存在一個(gè)宇宙、或者很多個(gè)宇宙,而是無限個(gè)宇宙。每個(gè)宇宙也許都有自己的物理定律和粒子排列。因此,如果物質(zhì)和能量的分布方式是有限的(畢竟構(gòu)建一個(gè)宇宙的方法就那么多),那么在無限多個(gè)多重宇宙中,總會出現(xiàn)重復(fù)的物理情境。
這就意味著,在某個(gè)極其遙遠(yuǎn)的地方,還生活著另一個(gè)你;另一個(gè)地方又有另一個(gè)你……此時(shí)此刻,可能有無限多個(gè)你正在做著完全相同的事情。
但我們只能說,如果永恒暴脹的確具有普適性(即適用于絕大多數(shù)暴脹模型),那么多重宇宙就有可能存在。一支物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)在最近的一篇論文中發(fā)表了這一觀點(diǎn),他們對多種暴脹模型開展了考察,分析不同模型的類型和參數(shù),最終數(shù)出哪些是“一次性買賣”,哪些則會朝永恒暴脹和多重宇宙的結(jié)局發(fā)展。
而他們的結(jié)論是:情況很復(fù)雜。
首先,他們發(fā)現(xiàn)永恒暴脹并沒有剛開始認(rèn)為的那樣普遍。他們認(rèn)為,宇宙學(xué)家之所以認(rèn)為永恒暴脹具有普適性,是因?yàn)槠溲芯康哪P蛿?shù)量有限。他們發(fā)現(xiàn),許多看似可行(即與觀測結(jié)果沒有明顯矛盾)的暴脹模型最終都不會發(fā)展成永恒暴脹。
但研究人員也發(fā)現(xiàn),由于我們對暴脹模型及其作用機(jī)制還不甚了解,我們甚至難以考量永恒暴脹的“普遍性”究竟有多高。他們認(rèn)為,這個(gè)問題的答案無法一言以蔽之,還需要對暴脹展開更多研究才行。
那么,在某個(gè)遙遠(yuǎn)的地方,究竟有沒有另一個(gè)你正在閱讀同樣的一篇文章呢?科學(xué)告訴我們:這很難說。
本文來自“新浪科技”,作者:葉子,36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
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