多元宇宙有多真实?它可能是一个大宇宙里面的小宇宙
有没有另一个你,也在读这篇完全一样的文章?这还真有可能。
想象一下乘坐火箭离开地球,离开太阳系,离开我们的星系,突破可观测宇宙的边缘,将我们的宇宙抛在身后(当然, 这是不可能的,因为你必须以超过光速的速度前进 ) 。
现在你在无尽的宇宙中遨游,却发现了另一个宇宙,另一个星系,另一个太阳系,另一个地球,还有另一个你,坐在那里,读着这篇文章。
这就是多元宇宙,它可能是定义宇宙起源的物理理论的一种自然情况推测,但这不一定就是真的。新的研究表明,这很难说。
古老的大宇宙
宇宙学家大都相信,当我们的宇宙还处在萌芽状态的时候,还不到万万亿分之一秒,它就完全爆发了。在极小的一瞬间 宇宙变得非常非常大。 至于到底有多大, 很难 说的 准确,因为这个概念是高度假设的, 反正知道一定 比想象的要大得多就足够了 , 这种现象被称为暴胀,大多数模型都认为宇宙的体积至少是可观测宇宙体积的10 52 倍。 由于可观测范围 已经跨越了900亿光年,这 说明 我们宇宙的真正范围是如此之大,几乎是无法理解的。
暴胀理论解决了标准的大爆炸宇宙学 (一种描述宇宙起源的模型)中的许多问题,比如宇宙中相距极远的区域温度大致相同。根据暴涨理论,在暴涨将它们撕裂之前,这些区域曾经更加 紧 密。
暴胀的另一个潜在结果就是 "永恒膨胀" , 它可能 一直不会结束 。这个观点描述了宇宙在最宏大的尺度上是如何不断膨胀的,只有微小的 一些区域 被挤压,变成像正常、平静的 区域范围 。每一个被挤压的岛屿宇宙都被一个巨大的虚无 鸿沟 隔开,这些岛屿以比光速还快的速度远离彼此(因为这是暴胀的作用)。
这些岛屿宇宙,嵌入在更大的"多元宇宙"中,永远不会相遇,也永远不会彼此交合,事实上,要找到它们存在的直接证据目前是不可能的。
膨胀或不膨胀
如果找不到直接的证据,我们至少能对多元宇宙是否可能存在做出一个有根据的推测吗 ?如果我们只是一个巨大的浴缸里的一个泡泡,这个浴缸里充满了膨胀速度超过光速的泡 泡 , 怎么能弄明白这个问题 ?
第一步是测试 暴胀 ,对此还没有定论,但有证据表明,宇宙早期曾发生过类似 暴胀 的现象,宇宙微波背景的波动,或我们的宇宙在 38 万年前开始冷却时释放的光,其模式与在暴胀发生时所看到的情况相匹配 , 没有其他关于早期宇宙的理论与这种光模式相匹配。
暴涨并不是一个单一的理论,它更像是理论的类范畴。不同的模型假设了不同的物理,不同的驱动因素,不同的原因和不同的结果。因为所有这些理论都是基于早期宇宙极端物理的假设模型,所以现在判断哪个理论是正确的还为时过早。
物理学家怀疑永恒暴涨是普遍的,这意味着如果不是全部的话,也是大多数暴涨模型的结果。所以,根据这个猜想,如果暴胀理论是正确的,那么永恒暴胀理论也可能是正确的,多元宇宙也可能是真实存在的。
判断多元宇宙
宇宙学者都知道,多元宇宙的存在是一颗难以下咽的梗,如果永恒膨胀理论是正确的,那么就不会只有一个宇宙,或者很多个宇宙,而是有无数个被挤压的口袋宇宙,每个宇宙都可能支持自己的物理定律和粒子排列。因此,如果物质和能量的排列方式是有限的,构建一个宇宙的方式是有限的,那么,无限的多元宇宙就需要相同物理环境的重复复制,任何特定的物理配置组合是极其罕见的。
这意味着有一个你的副本,在某个有限, 但非常远的距离 之外 。然后是另一个 复制, 和另一个 , 另一个……无穷 多 的你也在做同样的事情。
但是我们只能说,如果永恒暴涨确实是通用的 ( 也就是大多数暴涨模型的共同特征 ) ,那么多元宇宙很可能存在, 这正是一个物理学家团队在最近的一篇论文 中论述的观点。他们将观点提交给《宇宙学》和《天体物理学》杂志进行研究。 他们对大量的 暴涨 模型进行了反复研究,改变模型的类型和模型参数,计算哪些模型是一次性的,哪些会导致永恒的 暴涨 和多元宇宙 。
他们认为这些研究相当复杂 。
首先,他们发现永恒的暴涨并不像最初认为的那样普遍,他们解释了为什么宇宙学家认为永恒暴涨是普遍的,因为那些早期的宇宙学家只研究了有限的一组模型。他们发现许多可行的暴涨模型 (这里的"可行"是指它们没有明显地与观察结果相矛盾)并没有导致永久 暴涨 的情形。
然而,研究人员发现,由于我们没有很好地掌握暴涨模型和它们的工作原理,因此,甚至很难对永恒暴涨的"共性"进行测量。他们认为,用一个单一的答案来回答通用性问题是不可能的,因为关于暴涨的物理学,我们还有很多东西要学。
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