多重宇宙,或许存在于时间和空间之外

作者: 马克斯·泰格马克

来源: 环球科学

发布日期: 2017-10-22

本文探讨了多重宇宙的概念,介绍了四种不同层次的多重宇宙理论,包括宇宙视界之外的平行宇宙、暴胀形成的泡泡、量子多重世界以及其他数学结构的多重宇宙。每一种理论都提供了对宇宙可能存在的不同解释,从物理常数的变化到量子力学的多世界诠释,展示了宇宙可能的多样性和复杂性。

如果说你在看这篇文章的时候,还有另一个你也在做同样的事,你会相信吗?而且另一个你也住在一颗和地球一样的行星上。这个人无论在外表、思维还是生活习惯,都和你一模一样。也许,另一个你放下了这本杂志,而你会继续读下去……

多重宇宙的想法近乎科幻,但科学家发现,除了我们常说到的那一种多重宇宙,还有另外三种多重宇宙,而且每一种都比之前的更抽象和离奇。

第一个层次:我们的宇宙视界之外。这是最简单的一种平行宇宙:因为距离我们太遥远而无法看到的空间区域。我们能够观察到的最远距离是4.4x10^26米,也就是460亿光年。这是大爆炸以来光传播的最远距离。每一个第一层平行宇宙都与我们的宇宙基本相同,所有的差异都是源自物质初始条件的不同。

第二个层次:暴胀形成的泡泡。第一层次的多重宇宙已经显得太大,不好接受了。此时,你不妨试着想象一个由无穷多第一层多重宇宙结构组成的集合。它们或许有各自不同的时空维度,不同的物理常数。目前流行的永恒混沌暴胀理论预测,在更大的尺度上,是存在无数第一层次多重宇宙的,它们合起来构成了第二层次的多重宇宙。

第三个层次:量子多重世界。第一和第二个层次的多重宇宙包含了距离遥远的平行世界,甚至远到了超出天文学家的观测范围。不过,下一个层次的多重宇宙就在你身边。这种概念源自量子力学的多世界诠释,一个虽然广为人知,但却饱受争议的理论。多世界诠释认为,随机的量子过程会使宇宙分裂成多重宇宙,而每一重只代表其中一种可能的结果。

第四个层次:其他的数学结构。第一层、第二层和第三层次的多重宇宙的初始条件和物理常数可以变化,但支配自然界的基本定律还是相同的。为什么要到此为止呢?为什么不允许物理定律本身也变化呢?如果一个宇宙只服从经典物理学而没有量子效应,那么情况将如何?如果时间是离散的而不是连续的,情况又将如何?实际上,在第四个层次的多重宇宙中,所有这些另类怪胎都是存在的。

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