平行宇宙的理论和证据你知几何？

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平行宇宙的理论和证据你知几何？

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天文物理 2018-05-17

作者 App：博科园

我们的宇宙是独一无二吗？从科幻小说到科学事实，有一个概念表明，除了我们自己之外，还有其他的宇宙，在这一生中，你所做的所有选择都在交替的现实中上演。这一概念被称为“平行宇宙”，是多元宇宙天文学理论的一个方面。这种想法在漫画书、电子游戏、电视和电影中随处可见。

从《吸血鬼猎人巴菲》到《星际迷航》到《神秘博士》，再到《迪克蒙》，都有延伸情节的想法。其实有很多证据可以证明多元宇宙的存在。首先，了解宇宙是如何被认为是有用的。

                               
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宇宙可能在一个气泡中，它位于宇宙空间的气泡宇宙网络中。图片：Sandy MacKenzie | Shutterstock

为多元宇宙而争论

大约138亿年前，简单地说，我们在宇宙中所知道的一切都是一个无穷小的奇点。然后，根据大爆炸理论，一些未知的触发因素导致它爆炸并膨胀。随着最初膨胀的巨大能量冷却，光线开始闪耀。最终，小粒子开始形成我们今天所知的更大物质集，如星系、恒星和行星。这个理论的一个大问题是：宇宙是唯一的吗？用我们现有的技术，只能在宇宙中观测，因为宇宙是弯曲的，我们在鱼缸里面，看不到外面的东西(如果外面有的话)。

至少有五种理论可以解释为什么多元宇宙是可能的：

1、无限的宇宙：我们不知道时空的形状到底是什么，一个突出的理论是，它是平的，并且永远持续下去。这将呈现出许多宇宙存在的可能性。但考虑到这个话的，宇宙可能会开始自我重复。这是因为粒子只能通过多种方式组合在一起。

2、泡沫宇宙：关于多重宇宙的另一个理论来自“永恒的宇宙膨胀”。根据塔夫斯大学宇宙学家亚历山大·维伦金的研究，在观察整个时空时，一些空间停止膨胀，就像大爆炸膨胀了自己的宇宙。然而，其他将继续扩大。因此，如果把我们自己的宇宙想象成一个泡沫，它正处于一个宇宙气泡宇宙的网络中。这一理论的有趣之处在于，其他宇宙可能有不同于我们的物理定律，因为它们没有联系。

3、子宇宙：或者也许多个宇宙可以遵循量子力学的理论(亚原子粒子的行为)，作为“子宇宙”理论的一部分。如果遵循概率法则，它表明，对于每一个可能来自你决定的结果，都会有一系列的宇宙——每一个都能看到一个结果。

4、数学宇宙：另一个可能的途径是探索数学宇宙，简单地说，它解释了数学的结构可能会随着居住的宇宙而改变。“一个数学结构是可以用一种完全独立于人的方式来描述，”麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的马克思·特格马克(Max Tegmark)在2012年的一篇文章中这样说：我真的相信，有这样一个宇宙，它可以独立存在，即使没有人类，也会继续存在。

5、平行宇宙：最后但并非最不重要的是平行宇宙的概念。回到认为时空是平的，可能的粒子数量，配置在多重宇宙会限制在10 ^ 10 ^ 122不同的可能性。因此，有无数个宇宙碎片，它们内部的粒子排列必须重复无数次。这意味着有无限多的“平行宇宙”：宇宙的斑块和我们的完全一样(包含一个和你完全一样的人)，以及不同于一个粒子位置的斑块，不同于两个粒子位置的斑块，以及与我们完全不同的斑块。

著名的物理学家史蒂芬·霍金去世前的最后一篇论文也涉及了多元宇宙。这篇论文发表于2018年5月，就在霍金去世的几个月后。关于这个理论，他在《华盛顿邮报》(the Washington Post)发表的一篇采访中对剑桥大学(Cambridge University)说：并不是一个单一、独一无二的宇宙，但我们的发现意味着，多元宇宙的显著减少，可能会有更小范围的宇宙。

反对平行宇宙

然而，并不是所有人都同意平行宇宙理论。2015年，天体物理学家伊桑·西格尔(Ethan Siegal)在一篇关于媒体的文章中认为，时空可能永远存在于理论之中，但他说，这种想法存在一定的局限性。关键的问题是宇宙的年龄在140亿岁以下。所以我们的宇宙的年龄本身显然不是无限的，而是有限的。这将(简单地)限制粒子重新排列的可能性的数量，可悲的是，让你的另一个自我在看到中国之后登上那架飞机的可能性降低了。

同时，宇宙开始时的膨胀是指数级的，因为宇宙本身有太多的能量，但他指出，随着时间的推移，宇宙膨胀明显放缓——大爆炸产生的物质不会继续膨胀。这意味着多重宇宙将会有不同的通货膨胀率和不同的时间(长或短)宇宙膨胀。这就减少了类似于我们宇宙的可能性。

即使撇开问题可能会有无限的可能值基本常数，粒子相互作用，甚至撇开解释等问题是否many-worlds-interpretation实际上描述了我们的物理现实，事实是可能的结果的数量上升如此之快，所以不仅仅是指数——快得多除非宇宙膨胀已经发生在一个真正的无限大的时间里，否则就没有平行的宇宙和这一段相同。

博科园-科学科普｜文：Elizabeth Howell/Space