「多元宇宙」的五種存在形式

2021-01-21 星空天文

偶爾也要開開腦洞,體驗一下形而上。

Shutterstock / Victor Habbick


「無限宇宙」


對於時空的形態,科學家並不能確定。但是它很可能是平坦的(而不是個球形,或環形),而且很可能是無限伸展的。假如時空是無限的,那麼在某處,它必然會重複。原因很簡單,粒子在時空中的排列方式總數是有限的。


因此,假如你看得足夠遠,總能看到另一個版本的你——實際上,你的版本是無限多的。你的部分宇宙雙胞胎可能在做你現在正在做的事,一些穿著和你不同的衣服,但大部分的你,所從事的職業,以及生活方式可能會存在極大的差異。


在可觀測宇宙中,我們所見的光,都來自大爆炸後138億年間。因此在此邊界之外,我們看不到的地方,從某種意義上來說,可被視為是另一個宇宙。如果按照這種看法,多元宇宙就是無限多個宇宙像拼圖一樣連接而成的。



時空可能是無限伸展的。如果的確是這樣,那麼我們這個宇宙中的一切在特定的地方就會重複發生,形成一個由無限多個宇宙構成的拼接圖。Shutterstock / R.T.Wohlstadter


「氣泡宇宙」


另一種多元宇宙觀,源自所謂的「永恆暴脹」論。暴脹是宇宙大爆炸後的一個急速膨脹期,暴脹就像氣泡,而「永恆暴脹」論認為,暴脹發生後,宇宙中的部分空間會停止暴脹,而其它區域會繼續下去,進而在宇宙中形成許多相互孤立的「氣泡宇宙」。


按照這個觀點,我們的宇宙就是一個停止了暴脹的區域。恆星和星系因此得以產生,但這是一片浩瀚但有限的空間,別的地方,暴脹仍在進行中,別處,也存在著許多和我們宇宙相似的氣泡。這些氣泡宇宙中,有一些擁有和我們這個宇宙不同的物理規律和基本常量,因此很可能存在一些十分古怪的宇宙。


「平行宇宙」


另一種觀點來自弦理論,也就是所謂的「膜宇宙」概念。「膜宇宙」是一些高高在上的,我們無法觸碰的平行世界。除了三維空間和一維時間,我們這個世界可能還存在著許多額外的維度。在我們這個三維空間「膜」以外,還可能有其它的三維「膜宇宙」漂浮在更高維度的空間裡。



我們的宇宙可能只是一張「膜」,這張膜可能只是許多平行宇宙的其中之一,它們共同懸浮在更高維度的空間裡。Shutterstock / Sandy MacKenzie


部分物理學家認為,我們這個宇宙可能只是一塊麵包片,是一個由許多切片組成的「體宇宙」的一部分。而有些觀點認為,這些「膜宇宙」並不總是平行、互不接觸的。它們偶爾也會發生碰撞,進而導致大爆炸,讓宇宙一次又一次地「重啟」。


「子宇宙」


研究亞原子領域微觀世界的量子力學也認為,有許多方式可以產生多元宇宙。量子力學描述世界的方式是「可能性」,而不是確切的結果。量子物理通過數學表明,可能性會產生許多互不相同的宇宙。例如你在十字路口右轉或左轉,當前的宇宙就會產生兩個子宇宙,在一個宇宙中,你會右轉;在另一個宇宙中,你會左轉。


而在不同宇宙中的你,都會認為所看到的結果是唯一的現實。


「數學宇宙」


對於我們是否能夠用數學這一工具,來描述宇宙,科學家其實一直都爭論不休。我們連數學是否是基本現實,以及我們對宇宙的觀測是否只是對其真實數學本質的不完整感知也搞不清楚。如果後一種情況屬實,那麼組成這個宇宙的特定數學架構可能並不是唯一選項,可能存在著無限多的獨立宇宙,而它們各自擁有不同的數學結構。


數學結構,是一種可以獨立於人類感知之外的描述方式。因此可能存在著許多不依賴於人類的相互獨立的宇宙。


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