多元宇宙是科學理論嗎?霍金的「全息宇宙論」又是什麼?

2020-11-29 科學認識論

多元宇宙論只是尚未被驗證的科學假說。它有著嚴謹的科學推理,並不是泛泛而談的空想。

多元宇宙的概念最早在中日甲午海戰那年就被美國哲學家威廉.詹姆士提出,之後發展出的多元宇宙學說種類冗雜繁多,暫且列舉幾個影響力較大的宇宙理論。

開放宇宙理論:

在距離地球10^10^118米遠的宇宙,存在著包含著另一個地球和另一個自己的宇宙。

在開放宇宙理論中,遙遠的空間,有一個與我們現有的「已知宇宙」相同的宇宙,這也就是第一類平行宇宙

泡沫宇宙理論

每一個宇宙就相當一個「泡沫」,不同泡沫宇宙的碰撞會產生新的宇宙,我們現有的宇宙也可能是之前更大泡沫宇宙之間碰撞的結果,每一個泡沫宇宙都有不同的物理參數。

費曼大反彈宇宙理論

我們的宇宙處於起始與終結之間反彈,宇宙從生到死的過程已經發生無數次了,在不同的輪迴中,宇宙可能有不同的宇宙常數,因此也被視為平行宇宙的一種。

費恩曼的CPT對稱認為順著時間軸運動的物質時間順序是從宇宙大爆炸→宇宙大滅絕。

逆著時間軸的物質時間順序是從宇宙大滅絕→宇宙大爆炸。

宇宙爆炸點和宇宙滅絕點是同一個點,既是宇宙的起點也是宇宙的末點。就好像圓圈中的一點,逆時針可以重回起點,順時針也可以重回起點。宇宙就好像在奇點大爆炸和宇宙大毀滅之間進行無數次周期循環!

薛丁格的貓引發的量子力學多世界詮釋

在量子力學中,微觀粒子在不被觀測時處於疊加狀態。觀測行為會導致疊加狀態坍塌掉。而多世界詮釋不同與哥本哈根學派,它認為觀測導致了宇宙的分裂而不是疊加狀態的坍塌。

在多世界詮釋中,薛定鄂的貓有兩個,只不過一個在現有世界,一個在分裂後的世界。

這一理論也得到了愛因斯坦的注意,愛因斯坦直接反駁道:「我不能相信,僅僅因為看了它一眼,一隻老鼠就使得宇宙發生劇烈的改變」。

外祖父悖論引發的平行宇宙理論

儘管時空穿越是否真的存在與自然之中,但是科學家已經聯想到穿越時空引發的時空悖論。

如果一個人穿越到外祖父小時候,殺死了外祖父,那麼後世就不可能存在他,那他又是如何穿越的呢?

為了解釋這一悖論,科學家引入了平行宇宙的概念,如果這個人穿越回去,殺死了自己的外祖父,那只是殺死了平行宇宙中的外祖父,不影響本宇宙的因果律。

霍金的全息宇宙論

霍金生前最後的研究論文是提出有關宇宙起源的新理論,該理論表明多元宇宙中的平行宇宙的數量可能不像以前那麼多。

霍金最新的全息宇宙論糾正了他之前對多元宇宙的認知。

霍金的全息宇宙論本身就是弦理論的一部分。弦理論指出:宇宙中的每個粒子實際上都是一維弦的端點,並且每個弦的不同振動模式賦予了粒子特定的屬性。

同時,全息理論是整個宇宙以全息圖的形式存在的想法,全息圖被描述為3D空間,可以在數學上還原為表面上的2D投影。

相關焦點

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  • 全息宇宙 | 我們的宇宙是一張全息圖嗎?
    從 1915 年愛因斯坦發表廣義相對論起,一個世紀過去了,我們離這一宏偉目標仍有一段距離;不過,一百年以來的探索並非是徒勞的:高能理論的發展給我們帶來了諸多豐富的啟示,使我們得以窺探終極理論的形態,甚至刻畫我們所處宇宙的形態。全息對偶(holographic duality)正是在場論、引力和弦論研究中誕生的一個重要理論工具。
  • 生活在全息宇宙中是一種什麼樣的體驗?
    維也納科技大學的理論物理學家Daniel Grumiller說道。宇宙全息理論認為,某些三維空間可以從數學上減少為二維投影,而我們的宇宙正是如此。此前,Grumiller與物理學家Max Riegler、Arjun Bagchi和Rudranil Basu共同發表了研究成果,第一次為宇宙全息理論提供了證據。
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    在發表於《高能物理學雜誌》的生前最後一篇論文中,霍金認為宇宙是一個複雜的全息圖,我們的宇宙和其他「口袋宇宙」並不是一些人提出的無限分形結構。宇宙是「相當平滑和有限的」,它在宇宙歷史中設定了新的邊界。霍金的這一新的模型挑戰了自己早期提出的理論,並有助於從愛因斯坦的「崩潰」理論中最終解釋宇宙。
  • 全息宇宙中的信息
    一個畫在其邊界上的宇宙我們可以將全息原理應用於整個宇宙嗎?真實的宇宙是一個4-D系統:它具有體積並且在時間上延伸。如果宇宙的物理學是全息的,那麼就會有一套替代的物理定律,在某個時空的三維邊界上運行,這相當於我們已知的4-D物理學。
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    如果是無限的,這個「無限」代表的是什麼含義?所謂「奇點」真的存在嗎?宇宙會一直加速膨脹下去嗎?時間是真實存在的嗎?宇宙是真實的存在還是具有欺騙性質的虛擬?我們這個宇宙是唯一的嗎?如果不是唯一的,其他的宇宙又在哪兒?關於我們這個宇宙以及宇宙中的未解之謎,類似的問題可以提出成千上萬個,但都沒有答案,這也凸顯出了人類藉以理解宇宙本質的科學理論的失敗!
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    宇宙是什麼構成的?在時間和宇宙之前是什麼?霍金得出結論大爆炸理論是關於宇宙起源的普遍觀點。埃德溫·哈勃證明了1931年宇宙還在膨脹,但會有結局嗎?各種理論試圖解釋宇宙的終結,大危機假設,假設未來宇宙將停止膨脹並開始收縮,到了最後,宇宙將回到最初的樣子,這可能導致另一次大爆炸。大凍結是另一種假設,即恆星將耗盡燃料並變暗,黑洞最終將主宰宇宙,並在釋放霍金輻射後死亡。
  • 霍金最後論文曝光:提出證明多元宇宙方法,或改變人類宇宙觀
    英國著名理論物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking) 東方IC 資料在英國著名理論物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)去世3天後,霍金最後的科學貢獻也為世人所知。英國《泰晤士報》3月18日報導,霍金在去世前兩周提交了最後一篇論文,其中提出了為尋找「多元宇宙」證據進行太空探測的數學方法。如果這些證據在霍金的有生之年就能找到,那他很有可能將得到諾貝爾獎。這篇論文的合著者是比利時魯汶大學理論物理學教授赫託格(Thomas Hertog),他在2周前與霍金見面,得到了霍金對論文的最終認可。
  • 宇宙無限,無邊界理論
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