多重宇宙是什麼?我們能夠觀測到它們嗎?

多重宇宙是什麼?我們能夠觀測到它們嗎?

圖:多重宇宙

多重宇宙目前還是一個數學上假設,但它在邏輯上是成立的,只是驗證非常困難。這裡要說到的多重宇宙要與量子力學裡的平行宇宙(多世界詮釋)區別開來,量子力學裡的多世界詮釋只是對量子疊加態的一個解釋,主要是維護定域實在論的正確性,而且現在已被證偽。

多重宇宙是什麼?我們能夠觀測到它們嗎?

圖:薛定諤貓,開盒的一刻世界分裂。在這種解釋中,每一個事件都是一個分支點。

我們的宇宙誕生於一個“奇點”的大爆炸,那麼沒有理由不相信還會有其他的宇宙從別的“奇點”中創生出來。有的科學家認為,別的宇宙應該與我們宇宙的物理定律是相同的,只是宇宙常識可能不一樣。例如:萬有引力常數、光速、普朗克常數。在上世紀30年代,狄拉克等科學家就猜想,宇宙常識可能會隨著宇宙的年齡增長髮生緩慢的變化。但目前還沒有任何實驗可以驗證這個猜想~人類的科學史實在是太短暫了。

多重宇宙的現代版本來源於弦理論,弦理論認為宇宙的最基本單位是由一條條一維的弦構成的,它們以不同的震動方式構成了我們的世界。這個理論認為我們的世界是由11維構成(有多個版本)。我們的宇宙是一個三維的“膜”,這個膜漂浮在一個高維的“超體”之中。當然,還應該有別的宇宙膜這樣漂浮著。

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圖:漂浮在超體中的宇宙

如何證實有別的宇宙存在呢?

我們探知世界的方法從根本上來說,就是感知力的相互作用(光也是力的表現形式)。我們的宇宙有四種基本力:強核力、弱核力、電磁力和萬有引力。強核力和弱核力是短程力,被限制在了原子核的內部。實際上,強核力、弱核力和電磁力都被限制在了我們的宇宙膜內。只有引力能夠突破這些限制,與別的宇宙發生相互作用。

如果存在別的宇宙,我們就有可能在我們宇宙中觀測到由這種萬有引力引起的現象。例如:在極大尺度的空間裡,我們可能觀測到物質的分佈不均勻的現象。會因為在其他宇宙的引力作用下,我們宇宙的物質有一個向某一方向集中的趨勢。

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圖:​詹姆斯.韋伯太空望遠鏡

但目前觀測到的直徑910光年的宇宙中物質分佈是非常均勻的,或許是因為我們觀測範圍還太過狹小的原因。2021年,新一代的詹姆斯.韋伯太空望遠鏡或許能夠給我們答案。

多重宇宙是什麼?我們能夠觀測到它們嗎?

圖:地面、哈勃​和韋伯望遠鏡的觀測範圍


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