当前位置： 当前位置：首页 >大足縣 >多元宇宙：物理學家說除非我們的宇宙是眾多宇宙中的一個，否則它不太可能存在正文

宇宙會像多元宇宙中的氣泡一樣冒出來嗎？Credit: arda savasciogullari/Shutterstock
（神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網（by Martin Rees, The Conversation）：很容易想象其他宇宙，由稍微不同的物理定律支配，其中不會出現智慧生命，也不會出現任何有組織的複雜係統。因此，我們應該對我們能夠在其中出現的宇宙感到驚訝嗎？
這是包括我在內的物理學家幾十年來一直試圖回答的問題。但事實證明這很難。盡管我們可以自信地將宇宙曆史追溯到大爆炸後的一秒鍾，但之前發生的事情卻難以估量。我們的加速器根本無法產生足夠的能量來複製第一納秒的極端條件。
但是我們希望在那一瞬間，我們宇宙的關鍵特征被印了出來。
宇宙的狀況可以通過它的“基本常數”來描述——自然界中的固定量，如引力常數(稱為G)或光速(稱為C)。其中大約有30個代表了粒子質量、力或宇宙膨脹等參數的大小和強度。但是我們的理論沒有解釋這些常數應該有什麽值。相反，我們必須測量它們，並將它們的值代入我們的方程，以準確描述自然。
常量的值在允許複雜係統如恒星、行星、碳和最終人類進化的範圍內。物理學家發現，如果我們對其中的一些參數稍作調整，哪怕隻是百分之幾，都會讓我們的宇宙變得毫無生氣。因此，生命存在的事實需要一些解釋。
一些人認為這隻是一個幸運的巧合。然而，另一種解釋是，我們生活在一個多元宇宙中，其中包含不同物理定律和基本常數值的領域。大多數可能完全不適合生活。但是從統計學上來說，有些應該是對生命友好的。
即將到來的革命？
物質現實的範圍是什麽？我們相信它比天文學家能夠觀察到的領域更廣闊，即使是在原則上。這個領域絕對是有限的。這基本上是因為，就像在海洋上，有一個我們看不到的地平線。就像我們不認為海洋僅僅止於我們的視界之外，我們期待星係超越我們可觀測宇宙的界限。在我們不斷加速的宇宙中，我們遙遠的後代也永遠無法觀察到它們。
大多數物理學家都會同意，確實有我們看不到的星係，而且這些星係的數量比我們能觀察到的要多。如果它們延伸得足夠遠，那麽我們所能想象到的一切可能會一遍又一遍地重複。在遙遠的地平線之外，我們可能都有化身。
這個巨大的(而且主要是不可觀測的)領域將是“我們的”大爆炸的餘波——並且很可能受我們可以觀測到的宇宙部分中普遍存在的相同物理定律支配。但是我們的大爆炸是唯一的嗎？
暴脹理論表明早期宇宙經曆了一個時期，它的體積每萬億分之一萬億分之一秒翻一番，這個理論得到了真正的觀測支持。它解釋了為什麽宇宙如此巨大和平滑，除了波動和漣漪是星係形成的“種子”。
但是，包括安德烈·林德在內的物理學家已經證明，在這個古老時代的不確定物理學的一些具體但似乎合理的假設下，將會有一個“永恒”的大爆炸產生——每次都產生一個新的宇宙。
弦理論試圖將引力與微觀物理定律統一起來，它推測宇宙中的一切都是由微小的振動弦組成的。但是它假設有比我們所經曆的更多的維度。這表明，這些額外的維度緊密地聚集在一起，以至於我們沒有注意到它們。每一種致密化都可能創造出一個具有不同微觀物理學的宇宙——所以當其他大爆炸冷卻下來時，它們可能受不同的定律支配。
因此，從更宏觀的角度來看,“自然法則”可能是管理我們自己宇宙的地方性法規。
如果物理現實是這樣的，那麽就有真正的動機去探索“反事實”的宇宙——具有不同重力、不同物理等的地方——去探索什麽範圍或參數會允許複雜性出現，以及什麽會導致不育或“死產”的宇宙。令人興奮的是，這正在進行中，最近的研究表明，你可以想象比我們自己的宇宙對生命更友好的宇宙。然而，對物理常數的大多數“調整”會導致宇宙的死產。
也就是說，有些人不喜歡多元宇宙的概念。他們擔心這將使解釋這些常數的基礎理論的希望變得像開普勒將行星軌道與嵌套的柏拉圖立體聯係起來的數字探索一樣徒勞。
但是我們的偏好與物理現實的實際情況無關——所以我們當然應該對即將到來的宇宙大革命的可能性持開放態度。首先，我們有了哥白尼式的認識，即地球不是太陽係的中心——它繞著太陽轉。然後我們意識到在我們的星係中有數不清的行星係統，在我們可觀測的宇宙中也有數不清的星係。
那麽，我們的可觀測領域——實際上是我們的大爆炸——有沒有可能是一個更大、更多樣的整體中的一小部分呢？
物理還是玄學？
我們如何知道我們的宇宙有多不典型？為了回答這個問題，我們需要計算出每個常數組合的概率。這是一個我們還不能打開的難題——它將不得不等待巨大的理論進步。
我們最終不知道是否還有其他大爆炸。但它們不僅僅是形而上學。也許有一天，我們有理由相信它們的存在。
具體來說，如果我們有一個理論，可以描述超早期大爆炸極端條件下的物理學——如果這個理論已經以其他方式得到證實，例如通過在粒子物理學的標準模型中推導出一些無法解釋的參數——那麽如果它預測了多次大爆炸，我們應該認真對待它。
批評者有時認為多元宇宙是不科學的，因為我們永遠無法觀察到其他宇宙。但我不同意。我們無法觀察黑洞的內部，但我們相信物理學家羅傑·彭羅斯關於那裏發生的事情的說法——他的理論通過與我們可以觀察到的許多事情相一致而贏得了信任。
大約15年前，我在斯坦福大學的一個小組中被問到我們對多元宇宙概念有多認真——在“你會拿你的金魚、你的狗或你的生命打賭”的尺度上。我說我幾乎和狗一樣。林德說他幾乎賭上了自己的生命。後來，物理學家史蒂芬·溫伯格被告知此事，他說他“很樂意拿馬丁·裏斯的狗和安德烈·林德的生命打賭”。"
可悲的是，我懷疑林德、我的狗和我在找到答案之前都會死。
事實上，我們甚至不能確定我們理解了答案——就像量子理論對猴子來說太難了。可以想象的是，機器智能可以探索一些弦理論的幾何複雜性，並吐出，例如，標準模型的一些一般特征。然後我們會對這個理論有信心，並認真對待它的其他預測。
但是我們永遠不會有“啊哈”頓悟的時刻，這是理論家最大的滿足。最深層次的物理現實可能如此深奧，以至於它的解釋將不得不等待人類之後的物種——根據口味，這可能是令人沮喪或令人興奮的。但是沒有理由把多元宇宙斥為不科學。