闭上眼睛,让你的想象力引导你超越你所知道的世界的界限。想象一下你自己不是漂浮在一个宇宙中,而是漂浮在多个平行的现实中,每个现实都有无限的变化,每个现实都有一个做出不同选择、过着不同生活的自己的版本。多元宇宙,就像电影里的那样。但这不是一部电影:这种非凡而令人不安的景象自然而然地出现 来自现代物理学最先进的理论从“多世界解释 量子力学的宇宙膨胀。
多元宇宙的概念既让我们着迷,又让我们沮丧,让我们质疑我们自以为了解的关于现实本质的一切。让我们一起讨论一下,因为无论我们接受与否,这个想法正在重新设计我们感知宇宙和我们在宇宙中的位置的方式,并将成为科学未来的一部分。
量子多重宇宙:许多世界,许多可能性
想象一下观察亚原子粒子,例如电子。根据量子力学,这种粒子的行为很奇怪:它似乎不是处于单一明确定义的状态,而是存在于可能状态的叠加中,就好像它同时处于多个位置或同时具有多种能量一样时间。这有点像电子处于一种“量子边缘”,所有可能性共存。
然而,当我们进行测量以了解电子在哪里或它有多少能量时,令人惊讶的事情发生了:这种多种可能性立即减少到单一定义的状态。就好像我们的观察迫使电子“选择”它发现自己的众多可能性之一。
但其他可能性呢?它们会凭空消失还是以某种方式实现?
多世界的解释 物理学家提出的量子力学 休·埃弗里特三世 1957 年,他提出了一个令人着迷的答案。哪个?每个可能的测量结果都发生在平行宇宙中。换句话说,在我们观察电子的那一刻,宇宙就“分裂”成多个版本。每个都对应于电子可能存在的一种可能状态。在每一个平行宇宙中,都有一个版本的我们观察到处于不同状态的电子。这个想法可能看起来很奇怪且违反直觉,但它是从量子力学方程中自然出现的。它为我们提供了关于现实本质的新的、令人惊讶的视角,表明我们所认为的“真实”可能只是平行现实的巨大多元宇宙中的众多可能性之一。
宇宙膨胀和宇宙“泡沫”
如前所述,多元宇宙的思想不仅仅局限于亚原子粒子的微观世界。即使在更大的尺度上,在宇宙层面上,也有理论表明存在多个宇宙。其中之一是 宇宙膨胀理论。
根据这一理论,在大爆炸后的最初时刻,我们的宇宙经历了一个极其快速和混乱的膨胀阶段。在这段暴胀时期,宇宙呈指数级膨胀,在不到一秒的时间内变大了数十亿倍。
这个理论最有趣的方面是什么?量子涨落,即时空能量和密度的微小变化,可能在暴胀期间发生。这些波动可能导致 多个时空“气泡”,每一个都可能发展成一个自己的宇宙,有自己的物理定律和基本常数。
换句话说,暴胀可能产生了许多平行宇宙,而我们的宇宙只是其中之一。这些宇宙可能与我们的宇宙完全不同,具有不同的物理定律和特性。它们可以容纳我们未知的物质和能量形式。这是一个既令人着迷又令人不安的形象,它迫使我们重新思考我们在宇宙中的位置。如果暴涨理论是正确的,我们的宇宙可能只是浩瀚宇宙群岛中的一个小岛,是比我们想象的无限更大、更复杂的宇宙多元宇宙中的现实碎片。
“微调”的问题和多元宇宙的需要
许多科学家发现多元宇宙的想法很有吸引力,原因有几个,但最令人着迷的之一是它的名称 “微调”的问题。
当我们观察宇宙时,我们注意到控制宇宙的物理定律和基本常数似乎经过完美校准,以允许星系、恒星、行星等复杂结构的存在。 尤其是生活。
即使这些定律和常数的微小变化也会使宇宙变得非常不同,甚至可能无法居住。例如,如果引力稍弱,恒星就不会形成;如果引力稍弱,恒星就不会形成;如果引力稍弱,恒星就不会形成。如果它稍微强一点,恒星就会燃烧得太快,在生命有机会进化之前就燃烧殆尽。同样,如果核力稍微弱一点,原子就不会结合形成复杂的分子;如果它再强一些,宇宙中所有的氢都会在大爆炸后的最初几分钟内融合成氦,从而使恒星和行星的形成变得不可能。
似乎有人精确地“调整”了物理定律的旋钮,使我们的存在成为可能。但为什么我们的宇宙如此完美地“调谐”呢?
多元宇宙的想法提供了一种可能的解释:如果存在无数个宇宙,每个宇宙都有自己的定律和物理常数,那么毫无疑问,其中至少有一个宇宙纯粹出于偶然而具有适合生命存在的特征。我们可以将多元宇宙想象成一个巨大的宇宙集合,其中大部分都是贫瘠且荒凉的沙漠。但在这片浩瀚的宇宙之中,有一个宇宙——我们的宇宙——中了宇宙彩票,拥有适合星系、恒星、行星和生物存在的完美环境。
自然地,我们发现自己处于这个“幸运”的宇宙中:否则,我们就不会在这里问自己这个问题!
这种推理虽然令人着迷,但并不能说服所有物理学家。有些人认为这种解释过于投机或不严谨。然而,它为科学最大的谜团之一提供了一个有趣的视角:为什么我们的宇宙似乎是为我们量身定做的? 当然,不要向我寻求答案。
科学的局限性和未知的魅力
当然,多元宇宙的想法引发了关于科学本质的深刻问题。因为,至少目前,我们无法直接观察这些平行宇宙,所以我们处于推测的领域,无论多么令人着迷和数学基础如何。
一些科学家认为,无法通过实验检验的理论不是真正的科学,但另一些科学家指出,从广义相对论到量子力学,我们许多最先进的理论都有无法直接验证的方面。他们认为,也许我们需要接受这样的事实:永远存在着科学无法完全揭示的奥秘,理论物理学的任务就是走得尽可能远,即使是以失去与现实的联系为代价。 . 经验主义。
迈向可能的新领域
无论如何,多元宇宙的想法让我们着迷,因为它触动了我们内心深处的心弦:探索未知的渴望,想象替代的可能性,质疑我们认为理所当然的事情。无论是大胆的理论推测,还是对现实的忠实描述,多元宇宙都提醒我们,宇宙比我们想象的要大得多、更奇怪、更令人惊讶。
也许,在这个无限的宇宙网的某个遥远的角落里,有一个版本的我正在给你写着完全不同的东西。也许读起来更清楚,为什么不呢?
毕竟,正如伟大的物理学家理查德·费曼 (Richard Feynman) 喜欢说的那样:“我们的想象力已经被发挥到了极致。不是像小说中那样想象不存在的事物,而是准确地理解那些确实存在的事物。”