宇宙边缘之外有什么？

　　这张图片展示的是宇宙微波背景（cosmic microwave background）——宇宙中最古老的光，是在大爆炸后不久释放出来的。这道＂屏障＂标志着可观测宇宙的边缘，尽管科学家们已经提出了一些关于宇宙边缘的理论。图源：WMAP/NASA
　　撰文：NADIA DRAKE
　　在可观测宇宙的边缘之外有什么？有没有可能，我们的宇宙只是一个更大的多重宇宙论中的一个？
　　电影总是在探索这些问题。从超级英雄大片《奇异博士》（Dr. Strange）到独立电影《瞬息全宇宙》（Everything Everywhere All at Once），科幻故事充满了平行时空之间的创造性互动。咨询不同的宇宙学家，他们都会告诉你，多重宇宙论的概念不仅仅是纯粹的幻想，也不仅仅是茶余饭后的谈资。
　　人类关于平行时空的想法是古老而多变的——爱伦·坡甚至在1848年写了一首散文诗，在诗中他幻想＂宇宙的无限连续性＂的存在。但多重宇宙论的概念真正出现时，试图解释我们宇宙属性的现代科学理论也预测了其他宇宙的存在，而这些宇宙的事件发生在我们的现实之外。
　　＂到目前为止，我们对宇宙的理解都是不完整的，＂斯坦福大学物理学家Andrei Linde说。＂现实独立于我们而存在。＂
　　即使它们存在，那么这些宇宙与我们的宇宙也是分开的，无法到达。（至少到目前为止）也无法被任何直接测量手段探测到。这使得一些专家质疑对多重宇宙论的探索算不算真正的科学。
　　科学家们会知道，我们的宇宙是否是唯一的宇宙吗？我们拆解了关于可能的多重宇宙的不同理论——包括其他具有自身物理定律的宇宙——以及那里是否存在平行时空的你。
　　什么是多重宇宙论？
　　多重宇宙论是科学家用来描述在可观测宇宙之外可能存在其他宇宙的概念的一个术语。多重宇宙是由几种科学理论预测的，这些理论描述了不同的可能情况——从不同平面的空间区域到不断涌现的独立泡泡宇宙。
　　所有这些理论的一个共同点是，它们表明我们所能观察到的空间和时间并不是唯一现实的存在。
　　但是为什么科学家认为可能有不止一个宇宙呢？
　　科学记者Tom Siegfried说:＂如果宇宙只有一个，我们就无法解释它的所有特征。＂他在的《天堂的数目》一书研究了多重宇宙论的概念是如何在数千年里演变的。
　　＂为什么自然界的基本常数是这样的？＂Siegfried表示，＂为什么我们的宇宙有足够的时间来产生恒星和行星？＂＂为什么恒星会以这样的方式发光，能量恰到好处？＂所有这些问题在我们的物理理论中都没有答案。＂
　　Siegfried说存在两种可能的解释:第一，我们需要更新、更好的理论来解释宇宙的性质。或者，有可能＂我们的宇宙只是众多不同宇宙中的一个，我们恰好生活在一个美好舒适的宇宙中。＂
　　有哪些比较流行的多重宇宙理论？
　　最被科学接受的观点来自于所谓的宇宙暴胀论，即在大爆炸后的微小时刻，宇宙迅速地以指数方式膨胀。宇宙暴胀论解释了许多观测到的宇宙特性，比如它的结构和星系的分布。
　　＂这个理论一开始看起来像科幻小说，它很有想象力，＂宇宙暴胀论的设计者之一Linde说。＂但它解释了我们世界的许多有趣特征，人们开始认真对待它。＂
　　该理论的预测之一是，膨胀可能会反复发生，甚至可能无限地发生，从而创造出一个泡泡宇宙星座。并不是所有的泡泡宇宙都和我们的泡泡宇宙有相同的属性——它们的物理学原理和行为很可能不同。其中一些可能与我们的宇宙相似，但都存在于我们可以直接观察到的领域之外。
　　还有其他的理论吗？
　　另一种引人注目的多重宇宙论类型被称为量子力学的多世界诠释，这是一种用数学方法描述物质行为的理论。1957年，物理学家Hugh Everett提出了＂多世界诠释＂，它预测了分支时间线的存在，或者是平行时空，在这些＂交叠的现实空间＂中，我们的决定会产生不同的结果，有时会产生截然不同的结果。
　　＂Hugh Everett说，实际上有无数个平行地球，比如做一个实验，你得到的结果基本上只能是你所生活的那个＂地球＂的实验结果。＂明尼苏达大学的物理学家James Kakalios说，他写过关于超级英雄的物理学。＂但在其他地球上，会有不同的结果。＂
　　根据这种解释，如果你做了不同的决定，你可能会过着不同的生活。然而，你唯一能感知到的现实是你所居住的现实。
　　那么其他地球都在哪里呢？
　　它们都在我们无法进入的维度上重叠。麻省理工学院的Max Tegmark将这种类型的多重宇宙论称为第三级多重宇宙论，在那里，多种场景在平行时空里上演。
　　Linde说:＂在多世界诠释中，仍然有一颗原子弹，你只是不知道它何时会爆炸。＂也许在某些世界中，它不会爆炸。
　　相比之下，一些宇宙膨胀理论预测的多重宇宙是Tegmark所说的第二级多重宇宙，在不同的宇宙中，基础物理原理可能是不同的。Linde说，在一个膨胀的多重宇宙论中，＂你甚至不知道，在宇宙的某些地方，原则上是否可能有原子弹存在。＂
　　如果我想遇见自己，我该怎么做？我们能在多重宇宙间旅行吗？
　　不幸的是，没有。科学家们认为在宇宙间旅行是不可能的，至少现在还不可能。
　　Siegfried说:＂除非我们所知道的很多已经非常确定的物理学原理都是错误的，否则你不可能到达这些多重宇宙论。＂＂但谁知道呢？一千年后，也许有人能想出你从未想过的东西。＂
　　有直接证据表明多重宇宙论存在吗？
　　尽管宇宙的某些特征似乎要求多重宇宙论的存在，但没有直接观察到任何证据表明它确实存在。到目前为止，支持多重宇宙论观点的证据纯粹是理论的，在某些情况下，甚至是哲学的。
　　一些专家认为，大爆炸形成了一个完美平衡的宇宙，这可能是一个巨大的宇宙巧合，刚好适合我们地球人的存在。其他科学家认为，更有可能的是，存在着任意数量的物理宇宙，而我们只是居住在一个具有适合我们生存的特征的宇宙中。
　　无限个平行的口袋宇宙，或泡泡宇宙中，其中一些具有不同的物理原理或不同的基本常数，这是一个很有吸引力的想法，Kakalios说。＂这就是为什么有些人会认真对待这些想法，因为它有助于解决某些哲学问题，＂他说。
　　科学家们对多重宇宙是否是一个可供经验检验的理论争论不休；有些人会说不，因为根据定义，多重宇宙论独立于我们自己的宇宙，我们不可能进入。但也许是我们还没有找到正确的测试方法。
　　我们是否会知道，我们的宇宙是否只是众多宇宙中的一个？
　　可能不会。但多重宇宙论是各种理论的预测之一，这些理论可以通过其他方式进行验证，如果这些理论通过了所有的验证，那么也许多重宇宙论也能站得住脚。或者，一些新的发现将帮助科学家们弄清楚，是否真的存在我们可观测宇宙之外的东西。
　　Siegfried说:＂宇宙并不受限于一个小星球上的一些原生质体所能发现或测试的东西。＂我们可以说，＂因为它不可测试，所以它不真实＂，但这只是意味着我们不知道如何测试它。也许有一天我们会知道如何测试它，也许不会。但宇宙却可以做任何它想做的事。