@ 2024.09.20 , 07:02

多元宇宙的可能性:我们或许不孤单

量子理论和宇宙学表明,我们的宇宙可能只是众多宇宙中的一个,多元宇宙的概念或许是对现实的真实解释。

人类生活在一个宇宙中,这是不争的事实。但是否这个宇宙本身也存在于其他宇宙的“海洋”之中,成为多元宇宙的一部分,却仍在争论中。多元宇宙的概念不仅仅是科幻的主题,它在一些科学家的研究中也被认真看待。

多元宇宙的概念在现代物理学的多个分支中出现。例如,在量子力学中,粒子可以同时存在于多种可能状态之中,直到观测者进行测量,这些可能性才会“坍缩”成一个物理状态。量子力学的“多世界诠释”则认为,所有的可能状态都会在不同的宇宙中实现,而每个宇宙中都有不同版本的观测者。这种“多世界诠释”是多元宇宙最为人熟知的科学假说之一。

然而,多元宇宙远不止于此。在圣约瑟夫大学物理学家Paul Halpern的新书《多元宇宙的魅力》中,他探讨了这些潜在的平行现实及其历史、演变、哲学和对科学本质的见解。

什么是多元宇宙?

多元宇宙的概念可以分为文化和科学两个层面。在文化层面,人们常常想象不同的选择如何影响生活,比如搬到不同城市或换工作。而在科学领域,概念可以进一步分为量子多元宇宙和宇宙学多元宇宙。

量子多元宇宙源自量子物理测量的解释。1957年,研究生Hugh Everett III提出了多世界诠释,认为不同可能性会分裂成不同的宇宙,而人类也经历着多个现实,只是对此并不知情。

而宇宙学多元宇宙的概念则基于“膨胀”理论——早期宇宙经历了快速扩展,而这种过程可能不断发生,产生了其他“泡泡宇宙”,这些宇宙已超出我们的观察范围。

为什么科学家认为多元宇宙是可能的?

我们宇宙的许多参数,似乎正好处在适合星系、恒星、行星和生命形成的范围内。如果这些常数(如引力强度、电磁相互作用等)稍有不同,行星和生命将无法形成。这被称为“微调问题”。

物理学家Brandon Carter在1970年提出,或许我们所在的宇宙或区域是特殊的,也许存在许多其他宇宙,我们之所以存在于此,是因为这个宇宙恰好适合结构形成和生命的出现。大多数其他宇宙则无法支持这样的结构,因此我们不会存在其中。

然而,这些其他宇宙如果存在,仍超出我们的感知范围。目前科学家还没有直接测试多元宇宙的手段,尽管未来可能有间接或创新的实验方法来验证这一假设。

如果多元宇宙无法测试,它还算科学吗?

现代物理学中已经存在一些无法直接测试的概念。比如,宇宙在不断膨胀,光速有限,因此我们永远无法看到超过一定范围外的宇宙。量子不确定性也限制了我们同时观察所有粒子的位置和动量。

如果一种理论能解释可观测宇宙的所有现象,并且需要借助多元宇宙的概念,部分科学家会接受这种解释,尽管其他人可能会寻求更“可观察”的替代理论。

物理学界如何看待多元宇宙?

一些科学家对多元宇宙的接受度令人意外。原本以为非常注重观测数据的科学家,可能更开放,而一些理论家则可能对多元宇宙保持怀疑。不同研究者的观点有时取决于个人哲学和研究偏好。

Halpern希望他的书能让读者理解理论物理学中广泛的可能性,并意识到我们所观测到的宇宙,只是众多潜在选项中的一个,至今仍是一个谜。

本文译自 scientific american,由 BALI 编辑发布。

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世界的第八天 2024年09月20日 14:09 / 广东省深圳市1楼
多元宇宙存在前提就是宇宙是虚拟的。否则凭空产生的宇宙物质从哪里来?不复合能量守恒定律。
#12549688 / 举报 / OO [5] / XX [7]
celk 2024年09月20日 16:26 / 广东省广州市2楼
@世界的第八天
对于宇宙学定义上的多元宇宙,其他宇宙指的是我们接触不到,但它们真实存在于距离很远的地方的宇宙,没有物质凭空产生
对于量子物理定义上的多元宇宙,其他宇宙(称作世界更合适)指的是量子叠加态,例如一只处于生和死的叠加态的猫,虽然被猫主观认识为两个世界,但物质只有一份物质,也没有产生物质
用严谨的描述方式,一个处于自旋向上和自旋向下叠加态的电子,是一个电子,而不是两个电子
#12550127 / 举报 / OO [2] / XX [0]
西门吹大血 2024年09月20日 17:28 / 河北省石家庄市3楼
一个宇宙还没研究明白呢……
#12550327 / 举报 / OO [5] / XX [2]
羊驼呵呵 2024年09月22日 02:56 / 北京市4楼
我倒是好奇,多元宇宙应该是不可观察,不可接触的吧。如果说多元宇宙可观察,如果两个人看对眼了
#12553135 / 举报 / OO [1] / XX [1]
羊驼呵呵 2024年09月22日 02:59 / 北京市5楼
那么他们可以进行通信。如果说可接触,那也可以进行通信。那从拓扑学上讲是不是这俩宇宙其实是连着的,那就不算是多元宇宙。所以要么根本就没有多元宇宙。要么有,就是再看一眼就会爆炸~,再靠近一点就会融化~。一个宇宙在观测到另一个宇宙的瞬间俩宇宙一起完蛋
#12553137 / 举报 / OO [2] / XX [0]