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霍金搞出的平行宇宙,能夠用來穿越嗎?

時間續集接著說。上期《人人都在創造無數個平行宇宙?》

http://kuaibao.qq.com/s/20170914A00HUQ00

上期我們說到:就在「多世界詮釋之父」徹底拋棄了他的學術怪胎之後,竟然又被另一位更加傳奇的科學大神拾起認真研究,開創了一門全新的宇宙學——量子平行宇宙。

他就是大名鼎鼎的史蒂芬·霍金。

有人說他是科學史上最富悲劇性的人物,如果不是變成「漸凍人」,也許他的成就比愛因斯坦還要大。

也有人說他是科學史上最幸福的科學大神,除了思考,什麼都不用自己干,所以擁有最多的科研時間。

不管怎樣,他是史上最神奇的科學家,身殘志堅,成就卓越,所有科研計算只能在最強大腦里完成。

神奇不僅顯現在他的誕生日,恰好是現代科學之父伽利略300年前去世的日子。

更顯現在他的學術成就上——這位被限定在輪椅上的人,思想卻遨遊於最廣袤的宇宙,探究最神秘的天體。

『宇宙奇點』推導大爆炸必有一個初始奇點

『霍金輻射』佔據黑洞領域最有開創性的學術地位

『量子平行宇宙』開創量子宇宙學、蟲洞的研究熱潮

『無邊際宇宙』拓展量子平行宇宙理論,對經典宇宙的最好詮釋

『虛時間』拓展宇宙奇點理論,避免奇點問題和物理定律失效

這當中,『量子平行宇宙』就是他的一大貢獻。

有趣的是,霍金是作為一個純粹的經典相對論專家,而不是量子理論專家開始入手的——從愛因斯坦的經典宇宙出發,對整個宇宙進行量子化!

量子宇宙?

乍看起來,這不矛盾嗎?

量子力學,研究最小尺度的粒子世界;宇宙學,探究最大尺度的宏觀世界。到底怎麼攪合到一起?

大神就是大神。

按照霍金的思考,宇宙學的終極問題只能用量子理論來解決。比如宇宙怎麼來的?為什麼宇宙演化這個樣子?宇宙物理定律為啥是這個樣子?……

霍金的新思想,就是把整個經典宇宙看成一個量子粒子,結果得出令人腦洞大開的結論。

我們處在一個直徑930億光年的可觀測宇宙里,可以看作「經典宇宙」。

不過,按照量子理論,還存在著一組無限多的、量子化平行宇宙,構成了量子宇宙的波函數,

遍及所有可能的宇宙,有些波函數甚至到了沒有任何生命、物理定律和我們完全不同的宇宙中。

——一臉懵逼?到底如何理解這位大神的思想呢?

我們知道,量子理論的出發點是波函數,也就是描述微觀粒子所有可能的狀態。你不妨把它想像成一大片雷雨雲,填滿整個空間。

現在,我正坐在書房寫作,假如我通過一種神技術,能夠觀測到構成我自己的波函數,一定能看到跟我現在的樣子差不多的一團雷雨雲。

不過——還會有一部分雲團可能彌散到了宇宙深空,比如到達三體星,甚至銀河系的人馬座旋臂……儘管「發配」在那些地方的可能很小很小,但概率不為0。

按照量子理論的解釋,我坐在書房裡的可能性非常大,而待在三體星的可能性非常小

按照經典世界常識來看,我就坐在書房裡,哪兒也沒去。連兩歲小孩也能看出來。

這不是廢話連篇嗎?等於啥也沒說。

但是,從量子世界看,所謂看得見摸得著的真實世界,其實都是由無數個基本粒子構成的,不管是我們身體大腦、iPhone X,還是時間空間、貓爪星雲……所有基本粒子都得遵循量子世界的規矩。

比如,在空間、時間中的任意一點,發現一個粒子的概率,是由概率波給出的。而這個概率波遵守一個數學方程式——薛定諤波動方程。

哪一點,波越大,在那個點找到粒子的概率就越大!

這就是說:一切都由概率說了算

那為什麼我們在宏觀世界裡,既看不到也用不到這些量子態呢?

這是因為微觀尺度下的量子實在太小太小,小到給這些微觀粒子傳遞能量的量子(粒子間交換一份份能量,就被物理學稱作【量子】),只能以本宇宙最小數值——普朗克常數單位(6.6×10^-34焦·秒)來衡量!

這就是說,幾乎是用無窮小的能量,在對宏觀世界的物理定律進行修正。所以呢,這種被叫做量子修正的效應,你當然可以完全無視了。

問題又來了,為什麼霍金要下功夫研究量子平行宇宙?

霍金引入量子平行宇宙,絕不僅僅是為了以上這點表述。其實,他學術目的有幾個:關乎『宇宙奇點』『無邊界宇宙』等研究課題……還有就是試圖證明我們生活的經典宇宙,是獨一無二的,也是穩定的

而不是像溫伯格說的「弱人存原理」,或者構想戴森球的戴森所解釋的「強人存原理」,包括霍金在內的多數科學家認為,這些都是什麼科學原理,當然沒有資格解釋我們這個宇宙了。

我們看到,在霍金的宇宙波函數中,波函數最有可能集中在我們宇宙周圍。之所以我們生活在經典宇宙里,是因為這個宇宙最有可能擁有最大的概率。不過,波函數選擇鄰近平行宇宙的概率也存在,只是很小罷了,但並不為0。

這就意味著,宇宙之間的轉移是有可能的。

宇宙間轉移?如何才能連接平行宇宙呢?

大開腦洞,才是霍金的最愛。

根據量子平行宇宙模型,蟲洞正是連接這些平行宇宙的通道。

蟲洞不斷地把我們的經典宇宙,跟萬萬億個平行宇宙連接起來。

遺憾的是,這些蟲洞尺寸太小,小到宇宙間最小長度——普朗克尺寸1.616×10^-35 米。

要知道,原子的尺度是10^-10 米,原子核的尺度是10^-15 米,而普朗克長度比原子核還小20個數量級。

什麼概念?如果把普朗克長度放大到一個大頭針針尖那麼大,那麼大頭針竟有宇宙那麼大!

這個尺度——對於想要穿越平行宇宙的人類來說,的確小得不能再小。

那麼到底有沒有可能實現時間旅行呢?

時間到底是什麼?且看續集。

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