物理學家證多宇宙存在 微波背景輻射碰撞後現身

物理學家證多宇宙存在 微波背景輻射碰撞後現身

普朗克巡天微波背景數據或將證明多重宇宙存在的可能性

據國外媒體報道，如果另一個「存在」的宇宙與我們的宇宙發生碰撞將發生什麼情況呢？加拿大和美國的物理學家們認為他們找到了答案：在「彌散」於宇宙空間的微波背景中將留下一個獨特且特徵顯著的「印記」。物理學家稱，使用現有以及將來的空間望遠鏡可以對其進行預測，然而，這違背了目前廣泛認同的事實，即多重宇宙的存在性是不可預測的。對多重宇宙模型的預測論文已於上個月上傳至arXiv資料庫中。

位於美國馬里蘭州的約翰斯霍普金斯大學天體物理學家查本內特（Chuck Bennett）認為：「在使用空間望遠鏡對宇宙微波背景進行探測的基礎上預測多重宇宙存在的可行性，將有助於把這個理論引入到當前宇宙學傳統領域中，其最後的目的便是對相關理論的證偽。科學就是通過各種實驗以及對事物屬性的觀察達到否定之否定的結果，對各種「偽造的想法」進行證偽。事實上，只有這個過程的存在，我們才能稱之為科學。而查本內特並沒有參與對多重宇宙存在性探測的研究。

多重宇宙存在的可能性來自於弦理論與暴漲理論，後者認為我們的宇宙在大爆炸之後經歷了一個迅速擴張的過程。該過程有別於目前的加速膨脹，暴漲期旨在描述了宇宙在極短的時間內以可怕的數量級進行膨脹的現象。暴漲理論很好的解釋了為什麼現在的宇宙在大尺度結構上顯得相當的「光滑」，即均勻性和規則性，但是研究人員無法解釋該機制是如何開始以及何以終止。正是這些問題的出現，導致了物理學家開始考慮在我們的宇宙之外，暴漲是否也能在任何地點和時間上出現，併產生新的宇宙。

當前，多重宇宙的想法是極具爭議性的，不僅涉及宇宙學理論的自洽，也帶來了哲學上的問題。其中一個問題便是形而上學爭論：宇宙似乎已經非常大了，這種趨勢的後果便是沒有任何東西能與之抗衡，這個極端在哲學上是非常孤立的。然而，也許更大的問題體現在科學上。如果我們對宇宙的觀測是有限的，那科學家是否能探測到更大更多的多重宇宙？這個問題的答案並不是絕對的，科學家認為我們可以通過另外一個宇宙對我們宇宙產生的影響間接地證明其存在性，這種影響就體現的相互碰撞上。但是，如何發現碰撞所留下的痕迹，不是一件容易的事情。

現在，位於溫哥華的不列顛哥倫比亞大學研究人員克里斯西格森（Kris Sigurdson）和其他參與研究的人員認為：他們找到了宇宙間相互碰撞留下的痕迹。在宇宙大爆炸之後的暴漲期出現前，多重宇宙之間發生的碰撞將會被暴漲所抹平。但是，即使多重宇宙發生碰撞距今已有至少130億年，其仍然會在今天的宇宙微波背景中留下痕迹，而宇宙微波背景被認為是形成於宇宙誕生之後的38萬年。

對多重宇宙存在性的預測重點是研究宇宙微波背景輻射中的偏振現象。光子存在著兩個橫向的偏振態，這是由於光子與自由電子散射所造成，其來源於宇宙微波背景輻射中的任何一個區域，且大多數存在相同的偏振態，或者是兩者相互混合態。克里斯西格森與他的同事通過計算髮現，如果計算模型中設定的宇宙間碰撞痕迹足夠強，那麼在宇宙微波背景輻射中留下的印記就會出現兩個峰值的特徵，即在兩個相互靠近的軌跡環，光子將會趨於單一的偏振態。

而這個預測並沒有嚴格從多重宇宙論角度推導。在2007年，美國加州大學聖克魯斯分校的研究人員也建議：多重宇宙碰撞的痕迹就留在宇宙微波背景輻射中。接著，在今年早些時候，英國倫敦大學的研究人員希拉尼亞佩里斯（Hiranya Peiris）所領導的研究小組發現，這一預測的方向是正確的。但是，克里斯西格森認為對多重宇宙碰撞痕迹的預測顯得有點空泛和茫然：反正這些痕迹就存在於宇宙微波背景輻射中。

於此，從暴漲理論角度出發，我們推導了多重宇宙存在的痕迹可殘留在宇宙微波背景輻射中，那另外一個理論，即弦理論是否能提供證據呢？克里斯西格森和他的同事認為一個泡沫宇宙的碰撞可確認多重宇宙的存在性，這為弦理論在宇宙學中的前景提供了令人信服的證據，並由此可勾勒出我們的宇宙以及其起源的藍圖。

如果預測是正確的，在歐洲空間局普朗克空間天文台以及未來的宇宙微波背景輻射探測的任務中將得到數據證明。然而，美國宇航局威爾金森微波各向異性探測器的首席研究員耶特貝內特（Yet Bennett）認為：使用空間天文台等手段對宇宙微波背景輻射殘餘痕迹進行探測，以證明多重宇宙的存在性是極不可能的。其中的原因是：多重宇宙碰撞留下的痕迹必須是恰到好處，如果太弱了，我們不可能探測到，如果太強了，就說明另一個宇宙對我們的宇宙產生較大影響，這個影響足以對宇宙結構造成嚴重後果。

然而，多重宇宙碰撞的痕迹將有多少的量化程度呢，耶特貝內特稱，碰撞殘留的痕迹可能不局限於一至兩個，或者說這些痕迹也可能是無限數量。事實上，如果泡沫宇宙的碰撞是普遍是，那我們可能不會活著討論這個問題。

英國愛丁堡大學的宇宙學家阿瓊貝雷拉（Arjun Berera）也認為多重宇宙存在的可能性痕迹存在於宇宙微波背景輻射中，但是，這僅僅是推測。對宇宙微波背景的探測不僅能反應其中所隱藏的信息，同時也將對弦理論產生啟發性的影響。同時，在宇宙微波背景輻射數據中還沒有證據顯示兩個宇宙之間發生了碰撞，但並不排除在弦理論框架下會有所體現，該理論在一定程度上拓展了對該領域研究的範圍，但前提是，弦理論不能被證明是不正確的。（Everett/編譯）

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