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宇宙的膨胀创造了多元宇宙?

2019-5-29@艾米 0 评论

这是长期以来科幻小说的最爱:其他世界,其他宇宙,其他可能性,超越已知宇宙的界限,或者仅仅是一个神奇装置的一瞬。也许其他世界与自己的世界惊人地相似,除了历史上一些古怪的小变化。也许他们是完全不同的,有新的、奇异的和美妙的生活。也许他们是如此不同,以至于我们物理基本规则甚至不适用于那里。

当然,我说的是多元宇宙 – 在外面的某个地方有其他不同宇宙的可能性。

但他们存在吗?

宇宙的膨胀创造了多元宇宙?

吹泡泡

多元宇宙的想法出现在科学、哲学甚至宗教的几个不同领域。在物理学本身中,其他世界的可能性出现在量子力学中 (特别是通过“多元世界”的解释,每一个随机结果都在新的宇宙中分支分支,每个结果都能实现) 和弦理论 (在这个理论中,微小的、卷起的额外维度的不同排列会导致它们自己宇宙中的不同物理规则)。

这些想法很有趣,也许通向多元宇宙最吸引人的途径是通过我们对宇宙本身最早时刻的理解:膨胀期。

据我们所知,极早期的宇宙经历了一段难以置信的快速膨胀时期,即膨胀。科学家们推测,这个时期是由一个奇特的量子场驱动的(一种被烘烤到时空本身真空中的起泡、冻结的能量),它导致宇宙几乎随着其膨胀的强度而撕裂。但是很快,这个能量场就失去了活力,退化成了现在存在于当今宇宙中的粒子群。

正是在这个膨胀期,多元宇宙才有可能出现。想象一下,早期,膨胀为主导的宇宙是一块巨大的上升面包(面包烘焙常识)。假设膨胀在整个宇宙中均匀地开始和停止;整个面包在完全相同的时刻停止上升。

但无论是什么驱动了膨胀,都是一个量子场,这意味着我们不能假设事情如此简单。该“面包”的某些部分随机比其他部分更有活力,而其他部位则更安静。这就是量子世界中生命的随机性。

所以我们的面包并不完全一致。它的某些部分可能会停止上升,掐断并自行隔离,而其余的面包继续上升。而且由于总会有一部分面包比平均上升得快,你现在可以想象一块面包会一直上升,到处都是小碎片和小口袋,随意地抓起一个缓慢的部分,然后把自己捏掉。

每个夹断的碎片都是一个独特的宇宙,只是多元宇宙中众多气泡中的一个。更重要的是,膨胀结束的细节决定了一系列重要的物理特性,如自然力量的强度和粒子的质量(细节取决于具体的膨胀模型)。我们说的是电子的质量和粒子种类的数量。非常重要的东西。

而且,由于每一个被夹断的气泡宇宙以其独特而特殊的方式结束膨胀,所以每个气泡宇宙都有自己独特的一套物理规则。

相交的答案

由于整条面包的不断上升(因为总有部分的膨胀速度快于平均水平),很快就会有很多宇宙都在相互鼓泡。一个多元宇宙。每个宇宙基本上都与其他宇宙永远隔绝。但是,在某些情况下它们可能相交。

如果两个宇宙相对较快地相互挤压,并且相对靠近在一起,则它们可能会短暂交叉,然后在永恒的剩余时间内彼此膨胀。如果他们这样做,这个交叉点可能会在这些宇宙的宇宙微波背景中留下印记,那就是宇宙38万岁时遗留下来的光化石外壳。

想象两个肥皂泡互相摩擦;这个印记将以天空中一个奇怪的圆圈的形式出现(其中“奇怪”取决于我们可能相交的宇宙类型)。当然,我们还没有发现任何多元宇宙的踪迹。

没有直接的证据,很难从膨胀的观点来判断多元宇宙的可行性。这可能是所有膨胀理论的一般结果,因此如果我们能够找到更有力的膨胀证据,我们也可以证明多元宇宙的存在。但是现在,我们还不能完全理解膨胀的机制,所以这还不算什么。

另一个值得思考的问题。如果你稍微改变了宇宙的物理特性,那么我们所知的生命将不复存在。为什么我们会发现自己身处这样一个特殊的宇宙中,在那里我们的生命类型可以生存吗?在多元宇宙中的所有气泡中,我们会是少数能够激发智慧的生命之一吗?(否则我们就不会意识到这一点)或者是更深层次的东西?这甚至是一个科学问题吗?

也许另一个宇宙有所有的答案。

本文源自 space ,由米粮仓 艾米 基于创作共用协议(CC BY-NC)发布。

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