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平行宇宙到底有沒有另一個你

2018-01-04 13:59:48 書問  張天蓉

  存在多種有關平行宇宙的假說,其中最容易理解是與宇宙“視界”有關的平行宇宙說。

  因為光速以有限速度傳播,而宇宙的年齡只有137億年,所以無論使用多麽先進的儀器,我們應該都只能觀察到距離我們137億光年以內的宇宙。再考慮在這137億年中宇宙一直都在膨脹的事實,這個距離被修正到46"億光年。也就是說,在真實的“大宇宙”中的 任何星系,都只能看到一定距離範圍以內的東西,對於視界外的宇 宙,無法觀測,也無法對它施加任何影響,視界外的宇宙與我們完全

  獨立。這是被“視界”所限制了的可觀測區,稱之為該星系的“可觀測 宇宙”。顯然,在“大宇宙”中存在有大量的可觀測區,我們看到的宇 宙不過是其中一個而已,這樣的話,我們宇宙之外其他的可觀測區便 可被看作是“平行宇宙”。

  如果真實的“大宇宙”是無窮大而開放的,上面描述的那種“視 界”平行宇宙便有無限多個。但是,因為每一個可觀測宇宙是有限 的,其中也只包含有限多個“粒子”。那麽,這些數目有限的粒子進行 各種排列組合的方式也是有限的。盡管這是一個非常大的數值,但 卻有限。用這些有限的排列方式來組成無限多個平行宇宙,將產生 什麽結果呢?至少能夠根據抽屜原理得出一個有趣的結論:這些平 行宇宙中一定會有(至少兩個)排列方式一模一樣的宇宙!

  如果某個宇宙與我們“宇宙”的排列方式一模一樣的話,那就意 味著其中會有一個一模一樣的你!還有一個一模一樣的你的朋友、 朋友的朋友……。不過,那個“你”雖然和你長得一模一樣,但是卻不 見得行為一樣,你的朋友在那個平行宇宙中也可能變成那個“你”的 敵人?重要的是,這一切和我們宇宙中的你沒有任何關系,你也不可 能見到那個“你”,所以就無需多言了。

  剛才所述可以算是經典概念下的平行宇宙。在量子物理中,原來 就有一個平行宇宙的假說,稱之為“多宇宙詮釋”,那是與“薛定諤的 貓”、量子態塌縮之類有關的概念,和宇宙學暴脹的平行宇宙是兩碼事。

  不過,量子理論經常會導致一些不可思議的事。如果我們將量 子波動理論應用到暴脹宇宙中,似乎也難以避免平行宇宙的結果。 話說回來,暴脹還必須考慮量子效應,一來暴脹期前後的宇宙都是高 熱、高密度狀態,正是量子理論的用武之地。二是暴脹理論還得靠量

  子漲落之類的說法來解釋暴脹機制和宇宙後來的結構形成。因此, 我們將此類平行宇宙歸為“暴脹平行宇宙”。

  古斯當初建立“舊暴脹”理論時,碰到一個如何讓暴脹“停止”的 困難,林德(現任斯坦福大學教授)修正了古斯的模型,提出了混沌暴 脹理論。

  如前所述,我們的宇宙在暴脹期之前只是大宇宙中的一個“小 點”,每個小點後來都成為一個“宇宙”。我們也知道,暴脹的動力學 可以用暴脹標量場來描述,但由於量子漲落,這個標量場在每一個點 的數值應該稍有不同,那麽暴脹的速度和期間都會有所不同,後來演 化出來的所有“平行宇宙”也都會各不相同。

  因為是混沌暴脹,那時候的大宇宙應該是一堆大大小小的形成 分形結構的“泡泡”。加上量子理論,在宇宙中還可能會不斷有暴脹 發生,也就是說,新泡泡不斷地產生出來。如此描述的宇宙圖景,不 需要解決古斯的暴脹如何停止的問題,因為暴脹宇宙從來就沒有停 止過,暴脹實際上是無時無刻都在不斷地發生和湮滅的過程。由於 量子機制導致的隨機性,某一個泡泡宇宙中的暴脹突然停止了,暴脹 場的能量轉化成了粒子的能量,又形成了各種物質、星系、生命、太 陽、地球、我和你。

  還有一種平行宇宙說是時間上無限循環的宇宙。大爆炸到大收 縮後,再接著另一個大爆炸,一直推下去以致無窮。著名物理學家兼 數學家彭羅斯(Penrose)便有一個奇特的無限循環理論。有的平行 宇宙說還想象各個平行宇宙之間可以通過黑洞或蟲洞互相穿來穿去, 無奇不有。總之,許多假想的多宇宙模型,永遠不可測量、不可證偽,已 經和科幻沒有區別。那麽,這一切就留待小說家們去想象馳騁吧。

  內容來源:書問

  書名永恒的誘惑:宇宙之謎

  作者張天蓉

  出版清華大學出版社

  定價39.8元

(責任編輯:杜川疆 )
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