霍金遺作再次揭秘平行宇宙:你有不止一個鏡像

2020-11-22 驅動之家

北京時間5月15日消息,據國外媒體報導,我們的宇宙是獨一無二的嗎?從科幻故事到科學事實,有一個概念表明,除了我們所在的宇宙空間之外,還有其它的宇宙空間存在。你一生中所做的一切,都是在交替現實中完成的。這個概念被稱為「平行宇宙(parallel universe)」,是多元宇宙天文理論的一個方面

這種概念曾出現在漫畫書、電子遊戲、電視和電影作品中。例如:電影《吸血鬼巴菲》、《星際迷航》、《神秘博士》和《數碼寶貝》中均有關於平行宇宙概念的延伸(在這篇文章最後,有關於平行宇宙更完整的科幻劇和小說目錄)。

事實上,有許多證據表明平行宇宙的真實存在。首先,平行宇宙概念的深入研究有助於我們更好地理解我們宇宙的起源。

多元宇宙支持論

大約137億年前,簡單地講,我們宇宙中所知曉的一切事物都源自一個無限小的奇點。依據大爆炸理論,一些未知因素觸發導致奇點在三維空間中不斷擴大和膨脹,伴隨著最初膨脹的巨大能量冷卻,光線開始閃爍出現。最終,較小的宇宙粒子形成,之後它們結合在一起逐漸形成現今觀測到的天體,例如:星系、恆星和行星。

多元宇宙存在的一個較大問題是:我們是唯一的宇宙嗎?基於我們當前的技術,我們在宇宙中的觀測非常有限,因為宇宙是彎曲的,我們如同身處玻璃魚缸之中,無法觀看到「魚缸」之外的世界(前提是存在多元宇宙)。

目前至少有5個理論證實多元宇宙存在的可能性:

1、「無限宇宙」。我們並不知道時空的真實外形,一個顯著理論是宇宙是扁平的,並且永遠持續存在,這暗示著許多宇宙存在的可能性。但是考慮到這個問題,宇宙很可能重複複製,因為僅能通過一些方式組合在一起。

2、「泡沫宇宙」。另一個多元宇宙理論來自於「永恆膨脹理論(eternal inflation)」。基於塔夫斯大學宇宙學家亞歷山大·維蘭金(Alexander Vilenkin)的觀點,當整體觀看時空時,一些太空區域正在停止膨脹,這些區域就像大爆炸膨脹之後的宇宙空間。

然而,另一些太空區域仍繼續膨脹變大,因此如果把我們的宇宙想像成一個泡沫,它正好位於空間泡沫宇宙網絡之中。該理論有趣之處在於,其它宇宙可能具有不同的物理法則,因為它們之間沒有關聯。

3、「子宇宙」。或許多元宇宙可以遵循量子力學理論(亞原子粒子行為),作為「子宇宙」理論的一部分。如果你遵循概率論法則,將表明你做出每個決定的結果,都會有相應的宇宙空間。因此在一個宇宙中,你前往中國工作,而在另一個宇宙空間,或許你的「替身」正在路上,「替身」的飛機將著陸在另一個地方,之後決定留下來……。

4、「數學宇宙」。另一個解釋多元宇宙的可能性理論是科學家正在探索的「數學宇宙」,簡單地講,以數學結構解釋宇宙形態,可能改變人們對宇宙的認知,之前由於人們所棲息宇宙的限制,會對宇宙結構產生片面認知。

「數學宇宙」理論提出者、美國麻省理工學院馬克斯·泰格馬克(Max Tegmark)稱,以數學理論描述宇宙完全不受到人們主觀意識的束縛影響,我認為存在著與人類相獨立的宇宙空間,它將繼續存在,即使沒有人類。

5、「平行宇宙」。最後但同樣重要的理論是「平行宇宙」,該理論認為宇宙是扁平的,構成多元宇宙的粒子數量可能限定在10^10^122種可能性,因此有無數個宇宙碎片,其中的粒子排列必須無限次地重複。

在史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)去世之前,他最後的研究報告也討論了多元宇宙。這篇研究報告發表在2018年5月。他曾在英國劍橋大學深入討論了這個理論,他說:「我們並非處於一個單一、獨一無二的宇宙,但是我們的研究暗示多元宇宙的數量有限的,很可能形成更小等級的宇宙。」

反對平行宇宙的觀點

然而,並不是任何人都同意平行宇宙理論。2015年,天體物理學家伊桑·西格爾(Ethan Siegal)曾在一篇研究報告中稱,時空可能永遠停留在理論階段,但是關於時空的觀點也存在著局限性。

關鍵的問題在於宇宙的年齡不足140億年,因此依據我們宇宙的年齡,證明宇宙並非無限的,而是有限的。這將(簡單地)限制粒子重新排列的可能性數量,令人遺憾的是,你的「替身」可能不會很多。

同時,宇宙最初膨脹是以指數級進行的,因為對於空間自身而言存在大量能量。西格爾指出,但是隨著時間的推移,宇宙膨脹顯著減緩,宇宙大爆炸時形成的物質粒子不會繼續膨脹。這意味著多元宇宙以不同速率膨脹,並在不同時間(或長或短)發生膨脹,這將減少了類似我們宇宙的可能性。

西格爾說:「即使不考慮基本常數、微粒和交互反應無限可能數量值的問題,以及不考慮是否多重世界解釋實際描述物理真實性的問題,事實上,可能出現的結果是數量增長非常迅速,甚至超過了指數級增長,除非膨脹發生在一個真實無限大的時間範圍內,否則是不會出現相同的平行宇宙。」

但是西格爾並未將缺少其它宇宙作為一種局限,而是採用一種哲學理論觀點,展示出宇宙獨一無二的重要性。他建議稱,做出這樣的決定,將是「無怨無悔」的。因為沒有其它的現實,可供你的夢想自由選擇,因此你是唯一做出這些選擇的人。

科幻劇中的平行宇宙概念

過去幾十年裡,科幻電影電視作品中出現了平行宇宙概念,以下並非全部關於平行宇宙概念的科幻電影列表,而是大家耳熟能詳的一些例子。

美國漫威漫畫公司和DC漫畫公司曾專門將平行宇宙作為多元宇宙的一部分。在許多日本漫畫作品中,《數碼寶貝(Digimon)》、《七龍珠》、《音速小子》等作品中,穿插描述了其它星系的特徵。

平行宇宙概念還出現在遊戲之中,例如:《龍與地下城》、《英雄聯盟》、《格鬥之王》和《塞爾達傳說》等。

《平原:多維度的浪漫》(1884年):這部科幻小說講述的是一個二維世界,其中包括:活著的幾何圖形(圓形、三角形和正方形等),以及其它宇宙空間(Lineland、Spaceland和Pointland)。這部科幻小說於2007年被改編成為一部電影。

《像上帝的男人》(1923年):這是小說家赫伯特·喬治·威爾斯撰寫的一部科幻小說,書中涉及到「paratime」時間機器和如何探索多元宇宙。

《納尼亞傳奇》(1950-1956年):這是克萊夫·斯特普爾斯·劉易斯撰寫的一部系列科幻小說,講述了幾個孩子在當代人類世界和「納尼亞世界」之間穿梭生活的故事,在神秘的「納尼亞世界」裡,動物會說話。之後這部系列小說拍攝成電影。

《星際迷航》:這部科幻劇出現了「鏡像宇宙(mirror universe)」概念,劇中人物角色非常殘忍和好戰。2009年,這部科幻劇被拍攝成電影,還是以上世紀60年代原型人物為主,電影中出現了交替宇宙的概念。

《黑暗塔》:這是美國恐怖小說家史蒂芬·金撰寫了的一部系列小說,他從1982年就開始撰寫,書中講述「穿行者」通過入口可以抵達黑暗塔的不同層,相當於抵達另一個「平行地球」。2017年根據小說劇情改編拍攝成電影。

《回到未來》(開始於1985年):這部系列科幻電影講述了麥克弗爾家庭成員的冒險經歷,他們分別穿越到了1885年、1955年和2015年。

《黑暗材料》:這部系列科幻小說是由菲利普·普爾曼撰寫的,講述一些孩子在多元世界中穿越的故事。第一部《黃金羅盤》被改編成為電影,於2007年上映。

《推拉門》(1998年):是一部講述兩個平行宇宙的科幻電影,劇中抵達哪個平行宇宙主要取決於主角是否乘坐火車。

《時間軸》(1999年):作者是麥可·克萊頓,這部書講述了歷史學家穿越到了中世紀,書中主要提到時間旅行,但也提及多元宇宙概念。根據該書內容改編的電影於2003年上映。

《死亡幻覺》(2001年):這部電影講述了一個高中生發現面對的各種各樣的幻象,他試圖找出每種幻象所代表的真實含義。

《長地球》:這是特裡·普拉切特和史蒂芬·巴克斯特合著的小說,書中討論了平行宇宙概念,它可能與地球世界相同。

《異物》(2016年至今):這是一部科幻恐怖劇,劇中從一個小男孩在小鎮上失蹤的調查開始,劇中出現了一種叫做「顛倒(Upside Down)」的交替維度世界。

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