就我們目前所知,有一個不斷膨脹的時空斑點,上面散佈著數萬億個星系——這就是我們的宇宙。如果還有其他的,我們也沒有令人信服的證據證明它們的存在。
也就是說,如果我們的「一切」不是一切,那麼宇宙學、量子物理學和科學哲學的理論就有一些可以解決的問題。
這並不意味著其他宇宙必須存在。但如果他們這樣做了怎麼辦?
什麼是宇宙?
這應該是一個簡單的問題。但不同的科學領域對宇宙到底是什麼有著微妙的不同看法。
宇宙學家可能會說它描述了物質的總質量(以及物質之間的空間),在過去的137.7 億年裡,物質的總質量從高度集中的體積開始緩慢膨脹,並隨著年齡的增長而變得越來越無序。
現在,它從一個邊緣到另一個邊緣延伸了 930 億光年,至少基於我們能夠以某種方式檢測到的所有可見(和不可見)物質。超出這個限制,要么有我們看不到的東西,無限廣闊的虛無,要么——在所有空間都自行彎曲的不太可能的情況下——一個往返回到起點跨越一個超球面宇宙。
然而,如果我們談論量子物理學,宇宙可能指的是所有場及其粒子,以及它們之間的綜合影響。作為一般規則,宇宙(至少像我們的宇宙)是一個封閉的系統,這意味著它不會突然失去或獲得大量能量。
從哲學上講,宇宙可能是一組離散的基本定律,支配著我們觀察到的一切事物的行為。宇宙將由它自己的規則定義,這些規則設定其獨特的光速,告訴粒子如何推或拉,或者空間應該如何膨脹。
宇宙學中的多元宇宙是什麼?
一個世紀的天文觀測告訴我們很多關於星系、恆星、物質以及我們概括為時空的四個維度的年齡、大小和演化的資訊。
我們非常有信心知道的一件事是,我們現在看到的一切都是加速擴張。這從邏輯上暗示了宇宙,至少是我們所處的宇宙,曾經小很多。
理論上,我們可以將宇宙中的所有物質壓縮到一個點,在這個點上,能量的集中將原子減少為更簡單的粒子湯,力結合在一起,直到我們無法區分它們為止。還有比這更小的嗎?聳聳肩。
如果我們採用所謂的宇宙學循環模型,那麼母宇宙在某種程度上就先於我們的宇宙。甚至可能很像這個,只能反向運行與我們的相比,隨著時間的推移,縮小成一個集中點由於某種原因反彈。永恆地進行下去,我們可能會想像各自的宇宙在無盡的增長和崩潰的溜溜球效應中來回反彈。
或者,如果我們採用所謂的共形循環模型,宇宙膨脹了數萬億年,直到它們寒冷的點狀粒子如此分散,出於所有數學目的,一切看起來和行為都像一個全新的宇宙。
如果你不喜歡這些,我們的宇宙有可能是白洞– 假設的黑洞的後端來自另一個宇宙。從邏輯上講,這可能意味著黑洞我們宇宙中的所有生物都可能是父母,像宇宙變形蟲一樣掐斷新的宇宙。
量子物理學中的多重宇宙是什麼?
在上世紀初,物理學家發現將物質描述為微小物體的理論只講述了故事的一半。另一半是物質的表現就好像它也有波的特徵。
現實的這種雙重性到底意味著什麼仍然是一個爭論的問題,但從數學的角度來看,這種波浪描述了機會遊戲的興衰。你看,機率被內建在構成像我們這樣的宇宙的齒輪的機器中。
當然,這並不是我們作為大量原子集合的日常體驗。當我們將一桶分子(稱為火箭)送到月亮當它飛過 300,000 公里遠時,我們不會擲骰子。經典的舊物理學就像明天的日出一樣可靠。
但是,我們越接近某個空間或時間區域,我們就越需要考慮可能發現的測量範圍。
這種隨機性並不是我們不知道的事情的結果,而是因為宇宙本身還沒有做出決定。量子力學也沒有任何東西可以解釋這種轉變,讓我們想像這一切意味著什麼。
在他的1957年博士論文, 美國物理學家休·埃弗雷特顯示可能性的範圍都是一樣真實的,代表著實際的現實——如果你願意的話,可以說是獨立的宇宙——就像我們都熟悉的那樣。
是什麼讓任何一個宇宙都在這個多個世界的詮釋不同的是每個波如何與其他波的特定測量相關聯,我們稱之為這種現象糾纏。
「我們」的意思是什麼,以及為什麼「我們」會經歷一個糾纏的集合在波浪之上另一個集合,在某些方面尚不清楚提出了一個更大的問題來解決。
哲學中的多元宇宙是什麼?
科學最基本的起始假設之一是,無論你母親告訴你什麼,你並不特別。也不是任何其他人類,或我們的星球,或者——推而廣之——我們的宇宙。
雖然罕見事件時有發生,但我們不會用「事情就是這樣發生的」來回答這個大問題。
那為什麼我們的宇宙似乎有恰到好處的力量拉鋸戰不僅能讓粒子出現,還能在足夠長的時間內凝結成原子,這些原子可以經歷複雜的化學反應,產生像我們這樣的思考?
從哲學上來說,人擇原理(或原則,因為有很多不同的方式來旋轉這個想法)表明我們可能會把它倒過來。如果沒有這些條件,就不會有人思考事情的驚人轉變。
如果只有一個宇宙在一個春天的清晨“就這樣發生了”,那將是一個巨大的巧合。確實太大了。
但如果存在無限的宇宙,具有無限的推拉力組合,有些人將不可避免地會產生這樣的想法:“我們是多元宇宙的一部分嗎?”
我們會發現其他宇宙嗎?
鑑於宇宙的定義依賴於某種將影響因素分開的物理圍欄,很難想像我們如何觀察到宇宙中兄弟姊妹的存在。如果我們這樣做了,我們不妨將其視為我們自己的宇宙的延伸。
也就是說,可能有一些可以讓我們一睹為快的秘籍。
任何想要找到一個的實驗都必須依賴“柵欄”,柵欄上有一些洞,可以讓粒子或能量洩漏出來。進入我們的, 或者遠離它。或者,就我們過去存在的宇宙而言,具有里程碑意義的事件留下足夠的疤痕即使重生也無法抹去。
目前,我們還是沒有充分的理由認為我們所有的一切都不是獨一無二的。鑑於我們仍在研究我們自己的宇宙是如何運作的,目前物理學上的差距仍然可以被填補,而不需要想像除我們之外的現實。
然而,在這篇文章遍布多元宇宙的無數其他版本中,我們是否孤獨的問題可能有不同的答案。
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