我们的宇宙是唯一的吗?很多科幻片中都有平行宇宙的桥段,主角们或回到过去弥补缺憾,或因蝴蝶效应引发恶果,或取代另一个世界的“自己”……其实,平行宇宙这个概念并不是作家异想天开。而且,平行宇宙也并非“还有一个我”那么简单……发现平行宇宙?
2020年5月,有报道称,美国国家航空航天局(NASA)的几名科学家在南极发现了疑似平行宇宙存在的证据,并指出这个平行宇宙与我们的宇宙是在宇宙大爆炸时期一同形成的,是一个物理规则恰好和我们相反的镜像世界。
这则消息引起一片哗然后,NASA科学家出来辟谣称,该报道并不准确,他们只是发现了异常粒子,与平行宇宙无关。
平行宇宙是什么?有学者这样描述:它们就好像在各自轨道上疾驰的火车,处于同一时间体系内,但空间体系不同。由于宇宙理论有很多,所以平行宇宙理论也不止一种。在这些理论中,有一些相对简单易懂,有一些稍微琢磨一下也能明白,还有一些则格外令人费解。
泡泡宇宙:我们都住在“泡泡”里?
根据现代量子宇宙学,早期宇宙诞生在高温中,量子涨落剧烈,复杂的时空泡沫就像一锅沸腾的汤。每个时空泡沫独立地膨胀,温度逐渐降低,趋于平稳,形成一个个平行宇宙,也称“泡泡宇宙”“口袋宇宙”。而我们的宇宙很可能就是其中某个普通的时空泡。
爱因斯坦还提出,平行宇宙之间有一个隐藏的快捷通道——虫洞,就像影片里的“任意门”“时光穿梭机”一样。由虫洞可以在宇宙间任意穿梭,而暗物质维持着虫洞出口的敞开。那么我们有没有可能通过虫洞来一场时空之旅呢?很遗憾,至今我们尚未发现虫洞的存在,对暗物质也在苦苦搜寻。
视界平行宇宙:世上还有另一个你?
试想一下,如果有一个地球人正在仰望夜空中的浩瀚宇宙,那么他可以观测到整个宇宙吗?答案当然是否定的。
在很长一段时间里,人类所认识的宇宙范围只有太阳系那么大,认为土星和海王星就是宇宙的边缘。目前,人类最大可观测到半径约465亿光年的宇宙范围。也就是说以地球为中心,以465亿光年为半径画一个球面,这个球面就是我们的宇宙视界。我们无法观测到宇宙视界以外的地方,无法知道在这之外还有多少其他球形宇宙,更不可能对它们施加影响。而且,随着宇宙不停地膨胀,我们能观测到的宇宙视界将会越来越窄。
如果我们的宇宙是无限大的,我们看到的宇宙只是沧海一粟,那么也许存在无数个平行宇宙。因为每个平行宇宙中的粒子数是有限的,把有限的粒子放到无限多个平行宇宙里,很可能会存在相同的宇宙,有着同样的银河系、太阳系、地球、你和我。有人说,这或许就能解释,为什么生活中有很多似曾相识的瞬间。
在那个世界里,恐龙可能依然统治着地球,苏联人也许先登上了月球,而你也经历着和现在截然不同的人生。
膜平行宇宙:碰撞导致宇宙大爆炸?
弦理论认为,我们所在的宇宙如同一张膜,这张膜飘浮在一个更高维度的空间里。在这个高维空间里还有其他膜,对应其他宇宙。这些宇宙膜叠在一起,就好像摞起来的报纸。每隔几万亿年或更久,由于引力或其他力的作用,膜之间会相互碰撞。当它们撞击时,产生的能量足以引发宇宙大爆炸。
按照这个理论,我们今天看到的物质和辐射是在最近一次碰撞中产生的,驱动宇宙不断膨胀的暗能量,或许就对应膜之间的作用力。
还有宇宙学家认为,当膜宇宙上某个点的引力场变强,会吸引另一个膜宇宙靠近那个点,而在其他地方,这两个膜宇宙可能是分开的。而这个连接处就是黑洞形成的位置。
多世界理论:一只又死又活的猫?
或许,我们还可以从另一个地方入手来寻找平行宇宙——微观世界。
1935年,奥地利物理学家薛定谔设计了一个著名的实验。一只猫被关在密闭的盒子里,其生死取决于一个放射性原子的状态。这个放射性原子有50%的概率会衰变,并促使装置释放毒气杀死猫,同时也有50%的概率不会衰变,而猫将活下来。
在量子的世界里,盒子里存在两个世界,一个世界里猫死了,一个世界里猫活着。在我们没有打开盒子前,这两个世界是纠缠在一起的。而当我们进行观测时,这两个世界就会分离,之后各自变成一个新的世界。一些科学家通过实验,也确实观察到了量子能够同时拥有两种不同的状态。
由于所有物质都是由量子组成的,既然每个量子都有不同的状态,那么宇宙也可能不只有一个。按照多世界理论,平行宇宙每时每刻都在产生分支,相互之间不会交叉也不会交流。几十年来,这个理论依然是人类历史上最离奇但又无法证伪的构想之一。
平行宇宙的设想对想象力来说,是一种巨大的考验。也许人类始终无法证明平行宇宙的存在,这可能是宇宙的一种限制,它让每个平行宇宙都能安然存在,并且不受其他宇宙影响。当然也有可能是现阶段人类科技水平不足所致。不过,即使平行宇宙真的存在,我们的生活也不会发生任何变化。宇宙很大,有无限可能,或许你可以从平行宇宙的设想中获得一些慰藉。
【E学课堂】
1943年,法国科幻小说作家赫内·巴赫札维勒提出外祖母悖论,打击了人们畅想时空穿越的热情。一起来扫码了解!