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我們的宇宙是獨一無二的嗎?霍金遺作暗示平行宇宙數量有限

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我們的宇宙是獨一無二的嗎?從科幻故事到科學事實,有一個概念表明,除了我們所在的宇宙空間之外,還有其它的宇宙空間存在。你一生中所做的一切,都是在交替現實中完成的。這個概念被稱為「平行宇宙」,是多元宇宙天文理論的一個方面。

我們的宇宙可能處於一個宇宙泡沫網路之中,其它宇宙可能具有不同的物理法則,它們之間沒有關聯

這種概念曾出現在漫畫書、電子遊戲、電視和電影作品中。例如:電影《吸血鬼巴菲》、《星際迷航》、《神秘博士》和《數碼寶貝》中均有關於平行宇宙概念的延伸(在這篇文章最後,有關於平行宇宙更完整的科幻劇和小說目錄)。

在去世前不久,斯蒂芬·霍金擺脫了長久以來思維定勢的怪圈,可能完成了解釋人類可以如何發現平行宇宙的終極理論。

斯蒂芬·霍金教授最後的研究論文表明,我們的宇宙可能只是眾多宇宙之一,它們和我們自己的宇宙類似。它也為天文學家尋找證明平行宇宙存在的證據提供了一條途徑。

該研究是在霍金教授去世前10天提交給《高能物理》雜誌的。

在20世紀80年代,這位劍橋科學家與美國物理學家詹姆斯·哈特勒一起提出了關於宇宙起源的新觀點。

這解決了愛因斯坦的理論中的一個難題,該理論認為宇宙起源於近140億年前,但沒有提到宇宙是如何開始的。

相反,哈特爾-霍金的想法使用了一種稱為量子力學的不同理論來解釋宇宙如何從虛無中產生。

物理學家們對這個想法進行分析,發現該想法可能暗示著,宇宙大爆炸不僅會創造出一個宇宙,而且會產生無窮無盡個宇宙。

根據哈特勒-霍金理論,有些宇宙會和我們自己的非常相似,也許有像地球一樣的行星,社會,甚至和我們的宇宙人類一樣相似的個體。

其他宇宙會有微妙的差異-可能有和地球相似的行星,在那裡恐龍沒有滅絕。而且又會有完全不同於我們自己的宇宙,這個宇宙沒有地球,也許沒有恆星和星系,而且那裡有不同的物理定律。這聽起來很牽強,但這個理論中的方程式使這樣的情景在理論上成為可能。

但是有一個嚴重的問題。如果有無限種不同的宇宙,其中包含著無限的物理定律,那麼這個理論就無法預測我們自己身處在什麼類型的宇宙中。

霍金教授與歐洲研究委員會資助的比利時魯汶大學的托馬斯·赫托格教授聯手,試圖解決這一矛盾。

霍金教授最後的論文就是與赫爾托格教授20年的合作成果。它通過利用新的數學技術解決了這個難題,該技術是為了研究另一個稱為弦理論的物理學深奧分支而開發的。

事實上,有許多證據表明平行宇宙的真實存在。首先,平行宇宙概念的深入研究有助於我們更好地理解我們宇宙的起源。

多元宇宙支持論

大約137億年前,簡單地講,我們宇宙中所知曉的一切事物都源自一個無限小的奇點。依據大爆炸理論,一些未知因素觸發導致奇點在三維空間中不斷擴大和膨脹,伴隨著最初膨脹的巨大能量冷卻,光線開始閃爍出現。最終,較小的宇宙粒子形成,之後它們結合在一起逐漸形成現今觀測到的天體,例如:星系、恆星和行星。

多元宇宙存在的一個較大問題是:我們是唯一的宇宙嗎?基於我們當前的技術,我們在宇宙中的觀測非常有限,因為宇宙是彎曲的,我們如同身處玻璃魚缸之中,無法觀看到「魚缸」之外的世界(前提是存在多元宇宙)。

目前至少有5個理論證實多元宇宙存在的可能性:

1、「無限宇宙」。我們並不知道時空的真實外形,一個顯著理論是宇宙是扁平的,並且永遠持續存在,這暗示著許多宇宙存在的可能性。但是考慮到這個問題,宇宙很可能重複複製,因為僅能通過一些方式組合在一起。

2、「泡沫宇宙」。另一個多元宇宙理論來自於「永恆膨脹理論」。基於塔夫斯大學宇宙學家亞歷山大·維蘭金的觀點,當整體觀看時空時,一些太空區域正在停止膨脹,這些區域就像大爆炸膨脹之後的宇宙空間。然而,另一些太空區域仍繼續膨脹變大,因此如果把我們的宇宙想像成一個泡沫,它正好位於空間泡沫宇宙網路之中。該理論有趣之處在於,其它宇宙可能具有不同的物理法則,因為它們之間沒有關聯。

3、「子宇宙」。或許多元宇宙可以遵循量子力學理論(亞原子粒子行為),作為「子宇宙」理論的一部分。如果你遵循概率論法則,將表明你做出每個決定的結果,都會有相應的宇宙空間。因此在一個宇宙中,你前往中國工作,而在另一個宇宙空間,或許你的「替身」正在路上,「替身」的飛機將著陸在另一個地方,之後決定留下來……。

4、「數學宇宙」。另一個解釋多元宇宙的可能性理論是科學家正在探索的「數學宇宙」,簡單地講,以數學結構解釋宇宙形態,可能改變人們對宇宙的認知,之前由於人們所棲息宇宙的限制,會對宇宙結構產生片面認知。「數學宇宙」理論提出者、美國麻省理工學院馬克斯·泰格馬克稱,以數學理論描述宇宙完全不受到人們主觀意識的束縛影響,我認為存在著與人類相獨立的宇宙空間,它將繼續存在,即使沒有人類。

5、「平行宇宙」。最後但同樣重要的理論是「平行宇宙」,該理論認為宇宙是扁平的,構成多元宇宙的粒子數量可能限定在10^10^122種可能性,因此有無數個宇宙碎片,其中的粒子排列必須無限次地重複。

在史蒂芬·霍金去世之前,他最後的研究報告也討論了多元宇宙。這篇研究報告發表在2018年5月,就在他死亡前幾個月。他曾在英國劍橋大學深入討論了這個理論,他說:「我們並非處於一個單一、獨一無二的宇宙,但是我們的研究暗示多元宇宙的數量有限的,很可能形成更小等級的宇宙。」

反對平行宇宙的觀點

然而,並不是任何人都同意平行宇宙理論。2015年,天體物理學家伊桑·西格爾曾在一篇研究報告中稱,時空可能永遠停留在理論階段,但是關於時空的觀點也存在著局限性。

關鍵的問題在於宇宙的年齡不足140億年,因此依據我們宇宙的年齡,證明宇宙並非無限的,而是有限的。這將(簡單地)限制粒子重新排列的可能性數量,令人遺憾的是,你的「替身」可能不會很多。

同時,宇宙最初膨脹是以指數級進行的,因為對於空間自身而言存在大量能量。西格爾指出,但是隨著時間的推移,宇宙膨脹顯著減緩,宇宙大爆炸時形成的物質粒子不會繼續膨脹。這意味著多元宇宙以不同速率膨脹,並在不同時間(或長或短)發生膨脹,這將減少了類似我們宇宙的可能性。

西格爾說:「即使不考慮基本常數、微粒和交互反應無限可能數量值的問題,以及不考慮是否多重世界解釋實際描述物理真實性的問題,事實上,可能出現的結果是數量增長非常迅速,甚至超過了指數級增長,除非膨脹發生在一個真實無限大的時間範圍內,否則是不會出現相同的平行宇宙。」

但是西格爾並未將缺少其它宇宙作為一種局限,而是採用一種哲學理論觀點,展示出宇宙獨一無二的重要性。他建議稱,做出這樣的決定,將是「無怨無悔」的。因為沒有其它的現實,可供你的夢想自由選擇,因此你是唯一做出這些選擇的人。

科幻劇中的平行宇宙概念

過去幾十年里,科幻電影電視作品中出現了平行宇宙概念,以下並非全部關於平行宇宙概念的科幻電影列表,而是大家耳熟能詳的一些例子。

美國漫威漫畫公司和DC漫畫公司曾專門將平行宇宙作為多元宇宙的一部分。在許多日本漫畫作品中,《數碼寶貝》、《七龍珠》、《音速小子》等作品中,穿插描述了其它星系的特徵。

平行宇宙概念還出現在遊戲之中,例如:《龍與地下城》、《英雄聯盟》、《格鬥之王》和《塞爾達傳說》等。

《平原:多維度的浪漫》(1884年):這部科幻小說講述的是一個二維世界,其中包括:活著的幾何圖形(圓形、三角形和正方形等),以及其它宇宙空間。這部科幻小說於2007年被改編成為一部電影。

《像上帝的男人》(1923年):這是小說家赫伯特·喬治·威爾斯撰寫的一部科幻小說,書中涉及到「paratime」時間機器和如何探索多元宇宙。

《納尼亞傳奇》(1950-1956年):這是克萊夫·斯特普爾斯·劉易斯撰寫的一部系列科幻小說,講述了幾個孩子在當代人類世界和「納尼亞世界」之間穿梭生活的故事,在神秘的「納尼亞世界」里,動物會說話。之後這部系列小說拍攝成電影。

《星際迷航》:這部科幻劇出現了「鏡像宇宙」概念,劇中人物角色非常殘忍和好戰。2009年,這部科幻劇被拍攝成電影,還是以上世紀60年代原型人物為主,電影中出現了交替宇宙的概念。

《黑暗塔》:這是美國恐怖小說家史蒂芬·金撰寫了的一部系列小說,他從1982年就開始撰寫,書中講述「穿行者」通過入口可以抵達黑暗塔的不同層,相當於抵達另一個「平行地球」。2017年根據小說劇情改編拍攝成電影。

《回到未來》(開始於1985年):這部系列科幻電影講述了麥克弗爾家庭成員的冒險經歷,他們分別穿越到了1885年、1955年和2015年。

《黑暗材料》:這部系列科幻小說是由菲利普·普爾曼撰寫的,講述一些孩子在多元世界中穿越的故事。第一部《黃金羅盤》被改編成為電影,於2007年上映。

《推拉門》(1998年):是一部講述兩個平行宇宙的科幻電影,劇中抵達哪個平行宇宙主要取決於主角是否乘坐火車。

《時間軸》(1999年):作者是邁克爾·克萊頓,這部書講述了歷史學家穿越到了中世紀,書中主要提到時間旅行,但也提及多元宇宙概念。根據該書內容改編的電影於2003年上映。

《死亡幻覺》(2001年):這部電影講述了一個高中生髮現面對的各種各樣的幻象,他試圖找出每種幻象所代表的真實含義。

《長地球》:這是特里·普拉切特和斯蒂芬·巴克斯特合著的小說,書中討論了平行宇宙概念,它可能與地球世界相同。

《異物》(2016年至今):這是一部科幻恐怖劇,劇中從一個小男孩在小鎮上失蹤的調查開始,劇中出現了一種叫做「顛倒」的交替維度世界。

來源:新浪探索


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