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路安  

超元宇宙和多元宇宙多元宇宙有多真实?它可能是一个大宇宙里面的小宇宙

摘要:超元宇宙和多元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

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1052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。

多元宇宙有多真实?它可能是一个大宇宙里面的小宇宙

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。

多元宇宙有多真实?它可能是一个大宇宙里面的小宇宙

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比特币矿池中论述的观点。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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