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平行宇宙到底有没有另一个你

2018-01-04 13:59:48 书问  张天蓉

  存在多种有关平行宇宙的假说,其中最容易理解是与宇宙“视界”有关的平行宇宙说。

  因为光速以有限速度传播,而宇宙的年龄只有137亿年,所以无论使用多么先进的仪器,我们应该都只能观察到距离我们137亿光年以内的宇宙。再考虑在这137亿年中宇宙一直都在膨胀的事实,这个距离被修正到46"亿光年。也就是说,在真实的“大宇宙”中的 任何星系,都只能看到一定距离范围以内的东西,对于视界外的宇 宙,无法观测,也无法对它施加任何影响,视界外的宇宙与我们完全

  独立。这是被“视界”所限制了的可观测区,称之为该星系的“可观测 宇宙”。显然,在“大宇宙”中存在有大量的可观测区,我们看到的宇 宙不过是其中一个而已,这样的话,我们宇宙之外其他的可观测区便 可被看作是“平行宇宙”。

  如果真实的“大宇宙”是无穷大而开放的,上面描述的那种“视 界”平行宇宙便有无限多个。但是,因为每一个可观测宇宙是有限 的,其中也只包含有限多个“粒子”。那么,这些数目有限的粒子进行 各种排列组合的方式也是有限的。尽管这是一个非常大的数值,但 却有限。用这些有限的排列方式来组成无限多个平行宇宙,将产生 什么结果呢?至少能够根据抽屉原理得出一个有趣的结论:这些平 行宇宙中一定会有(至少两个)排列方式一模一样的宇宙!

  如果某个宇宙与我们“宇宙”的排列方式一模一样的话,那就意 味着其中会有一个一模一样的你!还有一个一模一样的你的朋友、 朋友的朋友……。不过,那个“你”虽然和你长得一模一样,但是却不 见得行为一样,你的朋友在那个平行宇宙中也可能变成那个“你”的 敌人?重要的是,这一切和我们宇宙中的你没有任何关系,你也不可 能见到那个“你”,所以就无需多言了。

  刚才所述可以算是经典概念下的平行宇宙。在量子物理中,原来 就有一个平行宇宙的假说,称之为“多宇宙诠释”,那是与“薛定谔的 猫”、量子态塌缩之类有关的概念,和宇宙学暴胀的平行宇宙是两码事。

  不过,量子理论经常会导致一些不可思议的事。如果我们将量 子波动理论应用到暴胀宇宙中,似乎也难以避免平行宇宙的结果。 话说回来,暴胀还必须考虑量子效应,一来暴胀期前后的宇宙都是高 热、高密度状态,正是量子理论的用武之地。二是暴胀理论还得靠量

  子涨落之类的说法来解释暴胀机制和宇宙后来的结构形成。因此, 我们将此类平行宇宙归为“暴胀平行宇宙”。

  古斯当初建立“旧暴胀”理论时,碰到一个如何让暴胀“停止”的 困难,林德(现任斯坦福大学教授)修正了古斯的模型,提出了混沌暴 胀理论。

  如前所述,我们的宇宙在暴胀期之前只是大宇宙中的一个“小 点”,每个小点后来都成为一个“宇宙”。我们也知道,暴胀的动力学 可以用暴胀标量场来描述,但由于量子涨落,这个标量场在每一个点 的数值应该稍有不同,那么暴胀的速度和期间都会有所不同,后来演 化出来的所有“平行宇宙”也都会各不相同。

  因为是混沌暴胀,那时候的大宇宙应该是一堆大大小小的形成 分形结构的“泡泡”。加上量子理论,在宇宙中还可能会不断有暴胀 发生,也就是说,新泡泡不断地产生出来。如此描述的宇宙图景,不 需要解决古斯的暴胀如何停止的问题,因为暴胀宇宙从来就没有停 止过,暴胀实际上是无时无刻都在不断地发生和湮灭的过程。由于 量子机制导致的随机性,某一个泡泡宇宙中的暴胀突然停止了,暴胀 场的能量转化成了粒子的能量,又形成了各种物质、星系、生命、太 阳、地球、我和你。

  还有一种平行宇宙说是时间上无限循环的宇宙。大爆炸到大收 缩后,再接着另一个大爆炸,一直推下去以致无穷。著名物理学家兼 数学家彭罗斯(Penrose)便有一个奇特的无限循环理论。有的平行 宇宙说还想象各个平行宇宙之间可以通过黑洞或虫洞互相穿来穿去, 无奇不有。总之,许多假想的多宇宙模型,永远不可测量、不可证伪,已 经和科幻没有区别。那么,这一切就留待小说家们去想象驰骋吧。

  内容来源:书问

  书名永恒的诱惑:宇宙之谜

  作者张天蓉

  出版清华大学出版社

  定价39.8元

(责任编辑:杜川疆 )
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