反物質存在震驚世人 科學家給出宇宙十大驚人理論

對於平行宇宙和反物質等存在科學家們有著難以想像的事情，今天，我們就一起來看看這些科學家們提出的十大驚人理論，反物質到底是個什麼樣的存在。 去年10月，一個理論物理學小組聚集在馬德里就深奧的弦理論世界的兩個議題「異界景觀現象」和「人擇原理」展開了討論。前者意味著弦理論方程能夠導出大量可能的宇宙的存在。後者試圖解釋的是為何我們這個宇宙的種種特性，包括各個基本自然常數會像現在這樣存在。在這裡專家們難以迴避的問題就是平行宇宙（多重宇宙）。

該領域最權威的兩大專家、物理學家安德烈·林德和阿蘭·古思認為，即便存在其他的宇宙，也是在離我們非常遙遠的空間，我們永遠不會與其發生接觸；他們的同行保羅·J·斯坦哈特和尼爾·圖羅克擇堅持認為平行宇宙存在於不同的時間點；而馬克斯·特格馬克和已故科學家丹尼斯·夏默則認為其他的宇宙與我們所在的時空是徹底遠離的。

納秒間膨脹數千倍的宇宙泡沫

另一方面，一些宇宙學家認為實際情況是宇宙中一些區域因為某些偶然因素而與我們失聯了。由於宇宙是在140多億年前的大爆炸中誕生的，而光以一種有限和可知的速度運行，可見宇宙的半徑在430億光年左右。而那些位於更遠處的都是和我們在同一空間的宇宙。

為了能夠深入平行宇宙存在的理論推測世界中，我們可以從宇宙學家阿蘭·古思在1979年12月提出的「暴漲」概念出發。他認為宇宙在大約10的負32次方秒的時間裡經歷了一個短期的加速膨脹階段。他也根據這一理論對困擾宇宙學家們的宇宙均勻性的問題給出了解釋：這一暴漲階段基本上將所有不規則性都抹平了。從這一觀點出發，包括俄羅斯人安德烈·林德在內的其他一些理論物理學家開發出了其他一些可能性。例如為何只可能存在一個暴漲階段影響所有宇宙？由此產生了所謂的「永恆暴漲」理論。

用足球解釋永恆暴漲理論

為了更好的解釋這一理論，林德提出了以下類推：將現實宇宙想像成一隻足球，表面存在一塊塊被塗上顏色的正五邊形和正六邊形。暴漲階段對整個球體都產生了影響，但在不同的區域，也就是各個多邊形中有不同的影響方式。其中的每個區域都出現了冪增長，並且與其他任何區域之間沒有因果關係。因此，生活在咖啡色正五邊形中的人就會認為宇宙就是咖啡色的，而生活在黃色正六邊形中的人也會認為宇宙就是黃色的。以此類推至宇宙學中，每個多邊形（宇宙）都存在於一個足球（多元宇宙）中，其顏色是由其中主導的物理定律決定的：在一些宇宙中這些定律非常簡單，並沒有形成星體和銀河，而另一些中甚至不存在生命出現的條件，而包括我們所在的宇宙在內的很多其他宇宙卻是擁有強大增殖能力的。這所有的一切都取決於其中的定律。

不管怎樣，永恆暴漲帶來的多重宇宙理論吸引了一大批物理學家的注意，他們相信所有的一切，從微粒到自然力量，都能夠通過弦理論來解釋。該理論的基本觀點是，宇宙萬物的基本單元是一樣的，那就是而是很小很小的線狀的「弦」。就像一把小提琴上的弦能夠彈奏出驚人數量的旋律一樣，每個亞原子粒子都有相應的弦的振動方式。由此可以論證20世紀兩大物理學理論：量子理學和愛因斯坦廣義相對論。

如果將暴漲理論與弦理論結合在一起，就能得到非常有趣的結果。一方面，暴漲使得空間在空白處無限延伸。量子效應導致了新的宇宙的產生，就像一個孩子對著一個圈圈吹氣產生很多泡泡那樣。

與此同時，弦理論認定這些泡泡的出現在彼此之間並沒有任何聯繫，而是每個泡泡都擁有不同類型的微粒、自然力量和物理學定律。換句話說，弦理論的異界景觀現象意味著其方程式中有10的500次方那麼多種可能的答案（即宇宙）；暴漲使得所有這些可能出現的宇宙成為了現實，存在於一個難以想像無限龐大的多重宇宙空間中。

那麼，又是為什麼我們現在所認識的所有物理常數是我們看到的這樣，而不是其他樣子呢？

我們生活的宇宙是唯一存在即合理的宇宙嗎？

如果基本電荷和光速並非現在我們所知的定量，那麼宇宙中的生命也許就不會存在，這是專家們常常思考的問題。多重宇宙的存在可以解釋這一問題：每個宇宙中都存在屬於自己的物理特性，而我們所生活的這個宇宙也存在著與生命相匹配的種種必要定量。不過，我們真的不是在殺雞用牛刀嗎？真的有必要引入多重宇宙的觀點來解釋我們身邊一些小小的自然現象嗎？

1766年，德國天文學家約翰·蒂蒂烏斯提出了一條關於太陽系行星距離的定則，此後發現的小行星和天王星也都符合這一定則，而且在一些衛星系統中，規則衛星也同樣存在著類似關係。科學家們對此無法給出一個理論解釋，除非搬出多重宇宙觀點：在10的500次方這麼多的宇宙中，我們所在的這個恰好就是遵循這一定律。不過對於多重宇宙懷疑論者來說，能夠解釋一切的理論實際上說明不了任何問題。

是否有辦法能夠證明這些與我們平行的世界存在於物理學家的黑板之外？有人認為應當在宇宙微波背景輻射中搜尋蛛絲馬跡，其中甚至或許還保留著存在於我們之前的其他宇宙留下的信息；還有人試圖去確定宇宙空間的拓撲結構。無論如何，目前看來多重宇宙仍不過是一個概念，而非一個確定的理論。

不同時間點的無數個我自己

幾乎所有該領域的意見都不過是一些想法的拼接。因此，儘管暴漲機制確實存在，但僅憑這一點無法確定在其他宇宙中存在不同的物理常數，除非結合弦理論，但後者遭到的質疑更多。

如果平行宇宙與像量子力學這樣更深層次和得到驗證的理論存在關聯，我們或許就能對這一空間存在其他宇宙的說法深信不疑了。甚至還能相信這些宇宙中的很多都和我們所在的一樣，無數個不同版本的我們生活在其中。以上這些這正是著名物理學家休·埃弗里特在1957年創立的「多世界理論」所闡述的，他也就此開創了「平行世界」量子理論。

很顯然，誰也無法確定宇宙增殖的存在，宇宙之間也不可能有聯繫。認為存在無數個版本的自己和自我意識的想法或許有些矛盾。已故物理學家布賴斯·德威特這樣說到：「每顆星球、宇宙的每個遙遠角落發生的量子躍遷都將我們的世界分割成了無數個版本的自身。這是一種心甘情願的精神分裂！」

宇宙是一個很奇妙的地方，除了平行宇宙，還有很多我們難以解讀的東西，下面我們就來看一看宇宙中那些最神秘的事情。

反物質：就像超人也有另一個自己「畢沙羅」一樣，組成世間萬物的粒子們也有自己的對立面。一個電子有一個負電荷，那麼它的相對應的反物質就帶有正電荷。物質與反物質相碰撞時會泯滅，它們會根據愛因斯坦的E=mc2公式來釋放能量。在未來，可能一些飛行器會使用這種反物質來設計引擎。

微型黑洞：如果「膜宇宙」的理論是正確的，那麼我們的太陽系可能遍布著上千個迷你黑洞，每一個大小都在原子核大小，它們和那些大黑洞不一樣，是宇宙大爆炸的遺留物，對時空的影響也不同，可能和第五維有著密切的關係。

宇宙微波背景：宇宙微波背景也簡稱為CMB，這些輻射殘留是大爆炸時期的產物。它於60年代被第一次發現，似乎是一種源自宇宙各個地方的無線電噪音。CMB是大爆炸理論的最好的證明物。最近的精確測量將CMB的溫度定位在了華氏-455度。

暗物質：科學家認為暗物質是組成宇宙中大部分空白的物質，但在現有的技術下它們既不能被觀察也無法被檢測到。它們編輯輕量級的中微子到看不見的黑洞之間。一些科學家甚至懷疑暗物質是否存在，並且暗示它們被認為是可以解釋重力作用的關鍵因素。

系外行星：直到九十年代早期，我們唯一熟知的行星還是太陽系內的這幾顆。但目前科學家們已經確認了超過500顆系外行星（截止到2010年11月）。它們的範圍遍及龐大的氣體星群到微小到難以稱為行星的物質，包括暗軌道上的岩石，紅矮星等等。但第二地球的搜尋還在進行中。天文學家們依舊相信技術的發展會讓我們最終找到類似的世界。

引力波：引力波是愛因斯坦的廣義相對論中提及的時空扭曲面。引力波是以光速運行的，但它們非常微弱，不想科學家期望的那樣，可以引發一些大型的宇宙事件，比如黑洞的產生。LIGO和LISA是兩個發送出去檢測引力波的專門探測器。

行星吞食：就像地球上的生物一樣，星系們也會隨著時間的推移「吞食」對方。銀河系的近鄰仙女座，現在就正在進食它的一顆衛星。仙女座有十幾個分散的星團，它們都是宇宙過去的殘羹剩飯。這張圖片模擬得是大概三億年前仙女星座與銀河系的一次碰撞。

中微子：中微子的電荷是中性的，它們比基本粒子質量要輕，可以毫無阻礙的穿過幾千公里，比如你正在閱讀這段文字時，就會有一些穿過你的身體。這些「幽靈粒子」產生於一些內部反應，還有一些超新星爆炸等。在一個中微子檢測項目中，不少探測器被置入了地下、深海或大冰川的內部。

類星體：這些明亮的星標對於我們來說是宇宙可見的邊緣，提醒著科學家宇宙混沌的起源。類星體可以釋放比上百個星繫結合在一起還要多的能量。它們是遙遠星系中心的可怕黑洞。這張圖拍於1979年，是類星體3C 273

真空能量：量子力學說，真空空間是由「虛擬」的亞原子粒子產生的氣泡，每時每刻都在不停的出現和消失。這些稍縱即逝的例子賦予了空間一定的能量，這種能量根據廣義相對論，可以製造反重力的作用力，讓空間分離膨脹。不過就算這樣解釋，也沒有人真正知道造成宇宙不斷膨脹的真正原因是什麼。

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