探究视界之外的未知空间

 

探究视界之外的未知空间...



视界
之外的宇宙副本
你是否曾经想过,曾经的某个决定如果做了另一种选择,现在的生活是什么样?这些“假如”有没有可能在其他地方上演?

在过去的几年中,多重宇宙的想法得到了越来越多的支持,根据这个假设,我们的宇宙只不过是无数宇宙中的一个。那么,多重宇宙是如何产生呢?其中的宇宙之间又有着什么样的相似性或者差异呢?

量子力学的多重世界解释确实预言了这种类型的多重宇宙。在多重世界中,每一个可能的量子态都会分叉发育成一个新的宇宙。换句话说,物理上每一个可能的动作、每一种可以采取的选择,都可以并且会在其他地方发生。

我们的宇宙拥有一个视界,类似于地球上的地平线。如果你身处大海中的一个小岛,当你爬到它的最高点时,你能看到的最远距离是有限的,你无法直接看到远在地平线之外的东西。但是,你仍有可能获得有关这些东西的信息,例如漂来的漂流瓶。

我们不知道视界之外是什么,但我们可以从可见的东西进行推测。在这些大尺度上,宇宙是非常均匀且各向同性的,意味着在我们可见的每个方向上、在我们可见的每个地方,宇宙都是完全一样的。因此,绝对存在一个比我们所能看到的更为广阔的宇宙,但它也许和我们的并没有什么不同。这正是现代宇宙学的一个基本假设,即宇宙学原理。

这些遥远的时空究竟能延伸出去多远是一个很有意思的问题,它取决于时空本身的形状。不同的估计认为,宇宙的真正大小从可观测宇宙的约250倍大(假设宇宙是闭合的)到无穷大(假设宇宙空间是平直或开放的)不等。然而,延伸出去的空间属于一个更为广阔的宇宙,而这个宇宙和我们的宇宙在本质上是相似的。事实上,如果宇宙真的是无穷的,或接近无穷的,我们可以预期,在宇宙中必定存在一个极其遥远的地方,那里会和我们的可观测宇宙一模一样。

我们宇宙的特性似乎是为生命而精确调校过的。例如,如果引力常数稍稍增强一点,或者电子的电荷稍稍减小一点,又或者把粒子束缚在一起的力稍稍减弱一点,那么恒星和行星就将无法形成,我们也就不会在这里了。一切都刚刚好,增之一分则太长,减之一分则太短,至今还没有人能解释这是为什么。但是,如果存在着无穷多个宇宙泡,它们有不同的特性,那么其中就必然会有一个宇宙——我们自己所在的宇宙,那里的各种特性都恰到好处,由此可以解释我们为什么能存在。

多重宇宙其实也具有可观测的效应。如果其他的宇宙泡和我们的靠得足够近,那么它就会和我们的宇宙泡发生碰撞。以现有的技术来看,探测这一现象还有很长的路要走,但并非不可能。因此,多重宇宙理论具有可检验的预言,而这也使得它是可证否的。它预言我们宇宙泡的空间几何是开放的。如果对宇宙几何形状的测量显示它是封闭的,就能否定这个理论。

那么,与另一个宇宙泡的碰撞会在我们的宇宙中留下什么样的痕迹呢?如你所料,两个宇宙间的碰撞无疑是非常剧烈的事件。

宇宙泡的外壁是非常“坚硬”的,运动的速度非常接近光速,因为有作用力在驱动它们膨胀。这些宇宙泡会膨胀,“吃掉”它周围的真空能。这些能量会被转换成外壁的动能,因此它们会不断加速,运动得越来越快,直至发生相撞。其结果是大量的能量注入我们自己的宇宙泡中,它们会传播到我们宇宙的每一个角落,科学家将其称为“宇宙余迹”。

到目前为止,天文学家还没有发现任何有关这一碰撞的有力证据,但在宇宙微波背景辐射中确实存在一些异常现象,似乎和宇宙泡间的碰撞有关。当然,很少有人会真把这些异常当成证据。然而,想象一下,兴许真的有某些东西其实就在我们可探测的边缘。它们会在测量阈值附近产生一些异常现象,一开始没人会把它当回事,但你也不能排除这种可能性。眼下,科学家正在等待由普朗克卫星测量的全天宇宙微波背景偏振图。它有别于宇宙微波背景辐射的温度分布图,特定类型的宇宙泡碰撞会在偏振图中留下截然不同的信号。

如果我们的宇宙真的是多重宇宙中无穷多个宇宙里的一个,这对宇宙学的影响将是极其巨大的。根据这个理论,38亿年前创生出时间和空间的那一刻仅仅是某一个特定的相出现并开始膨胀的时刻,那么,探究大爆炸之前是什么也变得具有了意义。但是,在这个过程中,我们将不得不面对另一个问题,多重宇宙也应该具有一个起源——如果确实如此,它应该位于不可知的遥远过去。

不过,对潜在的多重宇宙的研究仍然处于非常初步的阶段。科学家现在专注于特定类型的宇宙泡碰撞,因为它们似乎是可以被探测到的最佳机会,除此之外,可能还有其他一些值得探讨的东西。另一种可能是,探测多重宇宙需要现今我们还无法企及的完全不同类型的观测,或者我们压根还没想出的正确办法。重要的是,探测多重宇宙是有可能的,一旦某件事情是可能的,我们就能找到一个聪明的办法来做到这一点。对此,我们真的还处于起步阶段。


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