時間:2023-07-08|瀏覽:360
想象一下乘坐火箭離開地球,離開太陽系,離開我們的星系,突破可觀測宇宙的邊緣,將我們的宇宙拋在身后(當(dāng)然,這是不可能的,因為你必須以超過光速的速度前進)。
現(xiàn)在你在無盡的宇宙中遨游,卻發(fā)現(xiàn)了另一個宇宙,另一個星系,另一個太陽系,另一個地球,還有另一個你,坐在那里,讀著這篇文章。
這就是多元宇宙,它可能是定義宇宙起源的物理理論的一種自然情況推測,但這不一定就是真的。新的研究表明,這很難說。
古老的大宇宙
宇宙學(xué)家大都相信,當(dāng)我們的宇宙還處在萌芽狀態(tài)的時候,還不到萬萬億分之一秒,它就完全爆發(fā)了。在極小的一瞬間宇宙變得非常非常大。至于到底有多大,很難說的準(zhǔn)確,因為這個概念是高度假設(shè)的,反正知道一定比想象的要大得多就足夠了,這種現(xiàn)象被稱為暴脹,大多數(shù)模型都認(rèn)為宇宙的體積至少是可觀測宇宙體積的1052倍。由于可觀測范圍已經(jīng)跨越了900億光年,這說明我們宇宙的真正范圍是如此之大,幾乎是無法理解的。
暴脹理論解決了標(biāo)準(zhǔn)的大爆炸宇宙學(xué)(一種描述宇宙起源的模型)中的許多問題,比如宇宙中相距極遠(yuǎn)的區(qū)域溫度大致相同。根據(jù)暴漲理論,在暴漲將它們撕裂之前,這些區(qū)域曾經(jīng)更加緊密。
暴漲的另一個潛在結(jié)果就是“永恒膨脹”,它可能一直不會結(jié)束。這個觀點描述了宇宙在最宏大的尺度上是如何不斷膨脹的,只有微小的一些區(qū)域被擠壓,變成像正常、平靜的區(qū)域范圍。每一個被擠壓的島嶼宇宙都被一個巨大的虛無鴻溝隔開,這些島嶼以比光速還快的速度遠(yuǎn)離彼此(因為這是暴脹的作用)。
這些島嶼宇宙,嵌入在更大的“多元宇宙”中,永遠(yuǎn)不會相遇,也永遠(yuǎn)不會彼此交合,事實上,要找到它們存在的直接證據(jù)目前是不可能的。
膨脹或不膨脹
如果找不到直接的證據(jù),我們至少能對多元宇宙是否可能存在做出一個有根據(jù)的推測嗎?如果我們只是一個巨大的浴缸里的一個泡泡,這個浴缸里充滿了膨脹速度超過光速的泡泡,怎么能弄明白這個問題?
第一步是測試暴脹,對此還沒有定論,但有證據(jù)表明,宇宙早期曾發(fā)生過類似暴脹的現(xiàn)象,宇宙微波背景的波動,或我們的宇宙在38萬年前開始冷卻時釋放的光,其模式與在暴脹發(fā)生時所看到的情況相匹配,沒有其他關(guān)于早期宇宙的理論與這種光模式相匹配。
暴漲并不是一個單一的理論,它更像是理論的類范疇。不同的模型假設(shè)了不同的物理,不同的驅(qū)動因素,不同的原因和不同的結(jié)果。因為所有這些理論都是基于早期宇宙極端物理的假設(shè)模型,所以現(xiàn)在判斷哪個理論是正確的還為時過早。
物理學(xué)家懷疑永恒暴漲是普遍的,這意味著如果不是全部的話,也是大多數(shù)暴漲模型的結(jié)果。所以,根據(jù)這個猜想,如果暴脹理論是正確的,那么永恒暴脹理論也可能是正確的,多元宇宙也可能是真實存在的。
判斷多元宇宙
宇宙學(xué)者都知道,多元宇宙的存在是一顆難以下咽的梗,如果永恒膨脹理論是正確的,那么就不會只有一個宇宙,或者很多個宇宙,而是有無數(shù)個被擠壓的口袋宇宙,每個宇宙都可能支持自己的物理定律和粒子排列。因此,如果物質(zhì)和能量的排列方式是有限的,構(gòu)建一個宇宙的方式是有限的,那么,無限的多元宇宙就需要相同物理環(huán)境的重復(fù)復(fù)制,任何特定的物理配置組合是極其罕見的。
這意味著有一個你的副本,在某個有限,但非常遠(yuǎn)的距離之外。然后是另一個復(fù)制,和另一個,另一個……無窮多的你也在做同樣的事情。
但是我們只能說,如果永恒暴漲確實是通用的(也就是大多數(shù)暴漲模型的共同特征),那么多元宇宙很可能存在,這正是一個物理學(xué)家團隊在最近的一篇論文中論述的觀點。他們將觀點提交給《宇宙學(xué)》和《天體物理學(xué)》雜志進行研究。他們對大量的暴漲模型進行了反復(fù)研究,改變模型的類型和模型參數(shù),計算哪些模型是一次性的,哪些會導(dǎo)致永恒的暴漲和多元宇宙。
他們認(rèn)為這些研究相當(dāng)復(fù)雜。
首先,他們發(fā)現(xiàn)永恒的暴漲并不像最初認(rèn)為的那樣普遍,他們解釋了為什么宇宙學(xué)家認(rèn)為永恒暴
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