宇宙也許有無數個,每一個宇宙里,都有屬于自己的獨特恒星、專屬物理法則,這就是多重宇宙假說,它恰好能夠解釋當前物理學界面臨的一系列問題,而且還是最簡潔明了的解釋方式,這些問題中有些帶有哲學色彩,有些卻又十分現實、具體。
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首要且最核心的問題,就是所謂的人擇原理。
我們所處的這個宇宙存在著好幾個基本常數,只要其中任何一個發生一絲一毫的偏差,宇宙就會變得和我們如今認知的模樣截然不同,根本無法孕育生命,到那時就連恒星都無法形成,更不用說行星了。
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于是人擇原理認為,宇宙其實有無數個,每個宇宙的物理常數都不盡相同,而我們只是恰好生活在這個適合生命存在的宇宙之中,畢竟如果我們誕生在其他那些不適合生命存活的宇宙里,就根本沒有機會提出這些問題了。
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其次是一個更為實際的難題,我們已知的四種基本作用力,分別是電磁力、強作用力、弱作用力以及引力,其中前三種,我們都已經找到了對應的媒介粒子,但引力卻是一個例外,我們不僅沒有發現引力對應的粒子,對引力本身的研究也還處于非常初級的階段,說到底,我們對引力的了解依舊遠遠不夠,甚至連相關問題都比答案要多得多。
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不妨試想一下,會不會是引力子和其他粒子不一樣,它能夠自由穿梭于額外的空間維度?
正因為如此,我們在這個宇宙中才會覺得引力格外微弱呢?
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除此之外,還有另一個令人著迷的謎團,那就是暗能量的本質,這種神秘的 “存在” 促使宇宙在過去 50 億年間持續加速膨脹,也困擾了科學家們數十年之久,有一種假說認為,暗能量其實和其他宇宙對我們這個宇宙產生的引力作用有關。
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而我們之所以找不到暗能量的源頭,或許是因為它存在于可觀測宇宙的范圍之外,隱藏在宇宙地平線的另一端。
最后我們來探討一個永恒的問題:在可觀測宇宙的邊界之外,究竟還有什么?
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根據目前的觀測數據,人類能觀測到的最遙遠的目標,位于所謂的 “最后散射面” 之上,距離地球大約 460 億光年,但嚴格來說,這其實并不是真正 “存在” 的物理邊界,就像我們常說的 “地平線” 一樣,它并非真實存在的實體界線。
只不過當宇宙達到某一特定距離時,我們看到的,會是早期宇宙尚未變得透明、光線無法自由穿透的那個時代的模樣,對于這個問題,最直觀的答案或許是:在那個 “最后散射面” 之外,同樣存在著恒星與銀河。
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但問題隨之而來:我們真的能確定,那里的物理法則和我們所處的宇宙完全一致嗎?
如果我們把 “物理法則適用的范圍” 定義為我們的宇宙,那么只要那邊的規則與我們不同,就可以被視作另一個宇宙。
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不同的科學家,對多重宇宙的解讀也各不相同,最常見的一種說法,是用漂浮在泳池里的皮球來打比方,這種觀點認為,在一個我們目前尚無法用模型描繪的 “超空間” 中,存在著無數個宇宙,此外還有科學家提出了一種十分有趣的理論,叫做套娃型多重宇宙。
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根據該理論,每當超新星爆發時,就會產生一個奇點,進而形成一個黑洞,而在這個黑洞內部,會孕育出一個擁有獨立物理法則的全新宇宙,換句話說,我們所處的這個宇宙,其實是某個更大宇宙中的一個黑洞,而在我們的宇宙里,或許也存在著其他宇宙。這些宇宙會不斷誕生、融合,最終隨著時間的推移逐漸蒸發。
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還有一種說法更加令人著迷,那就是循環宇宙模型,這種模型因為和傳統定義中的多重宇宙不太一樣,所以常常被稱為 “大反彈” 理論。
接下來我們就來深入了解這個 “大反彈” 模型,近年來,針對這一理論的研究越來越多,相關的模型也日趨完善,簡單來說,我們為什么會認為,有些宇宙和我們所處的宇宙是同時存在的呢?
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雖然目前的觀測結果顯示,暗能量正在推動宇宙加速膨脹,但如果說,這種暗能量其實是一種 “動態場”,而且它的作用會隨著時間的推移,從排斥轉變為吸引,那又會怎樣呢?如果事實果真如此,那么這個動態場就不會再讓宇宙空間持續膨脹,反而會開始將其壓縮。
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但問題是,這種轉變會在何時發生,沒有人能夠給出準確答案,它可能發生在數萬億年之后,那時所有恒星都早已熄滅,也有可能就在明天,最終這個過程會走向一個終點,也就是所謂的大坍縮,屆時宇宙中的所有物質,甚至連宇宙空間本身,都會被再次壓縮成一個奇點。
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而就在這個奇點之中,一個全新的宇宙,將伴隨著又一場 “大爆炸” 應運而生!
從純理論的角度來看,這樣的循環過程或許早已重復了無數次,未來也可能會永無止境地繼續下去,而且每一次循環所誕生的宇宙,都有可能擁有截然不同的物理法則。
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為什么會出現這種情況呢?
這就與所謂的真空狀態有關了,這里所說的 “真空”,并非我們通常理解的、沒有空氣的太空,而是物理學中具有特定含義的真空,根據量子物理學理論,充斥著我們整個宇宙的量子場,實際上存在一個理論上的最低能量狀態,這個狀態被稱為 “真正的真空”。
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雖然我們目前還不知道這個最低能量值究竟是多少,但這并不是問題的關鍵,真正引人關注的是,我們這個宇宙所處的真空狀態,很可能還高于那個最低能量點,這種情況,被稱為 “偽真空”,我們的宇宙如今所處的 “偽真空” 基態,正是維持各項物理常數現有數值的關鍵所在。
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而這個數值,很可能是在大爆炸的過程中確定下來的,如果這樣的 “大爆炸” 已經發生過無數次,那么每一次誕生的宇宙,都可能擁有不同的偽真空能量,也就是不同的物理常數組合,這類多重宇宙理論,能夠解釋許多科學界的棘手難題。
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首先,它有助于我們理解 “微調” 現象的成因。
如果宇宙的誕生與消亡,在時間的長河中已經重復了數百萬、甚至數十億次,那么在這無數種隨機的物理常數組合之中,終究會出現一個恰好適合能夠自我認知、并能意識到宇宙存在的智慧生命誕生的環境。
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其次,我們也能據此理解,為什么直到現在,我們都沒有找到其他宇宙存在的直接證據,因為那些宇宙,根本不在我們的觀測視野之內,它們甚至不處于事件視界之中,而是被時間本身所隱藏。
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到目前為止,我們對 “奇點” 的了解依舊十分有限,原因在于,根據現有的物理法則,無限的溫度和無限的密度根本無法同時存在,二者本身就是相互矛盾的,更不用說在奇點出現之前究竟發生了什么,我們如今更是一無所知。
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不過如果我們討論的不是 “平行宇宙”,而是 “循環宇宙”,情況就會截然不同,說到底,我們至今無法解開大爆炸中那個奇點的謎團,不過是因為當前的科技水平與理論模型還不夠成熟罷了,或許再過一段時間,我們就能逐一解開這些矛盾,真正窺見時間深處的那片未知領域!
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