平行宇宙(关于平行宇宙的四个层次)

2022-09-30 11:31:51 发布:网友投稿
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平行宇宙(关于平行宇宙的四个层次)

视界之外所有的平行宇宙组成第一层多重宇资源网宙。这是争辩最少的一层,所有人都接收这样一个事实:虽然我们此时此刻看不见另一个自己,但换一个处所或者简略地在原地等上足够长的时光以后就能视察到了。就像视察海平面以外驶来的船只——视察视界之外物体的情况与此相似。


随着光的飞翔,可视察的宇宙半径每年都扩展半光年,因此只须要坐在那里等着瞧。当然,你多半等不到另一个宇宙的另一个你发出的光线传到这里那天,但从理论上讲,如果宇宙扩大的理论站得住脚的话,你的后代就有可能用超级望远镜看到它们。怎么样,第一层多重宇宙的概念听起来平平无奇?空间不都是无穷的么?谁能想象某处插着块牌子,上书“空间到此停止,小心下面的沟”?如果是这样,每个人资源网都会本能的置疑:止境的“外面”是什么?实际上,爱因斯坦的重力场理论偏偏把我们的直觉变成了问题。空间有可能不是无穷,只要它具有某种水平的曲折或者并非我们直觉中的拓扑构造(即具有相互联络的构造)。

一个球形、炸面圈形或者圆号形的宇宙都可能大小有限,却无边界。对宇宙微波背景辐射的观测可以用来测定这些假设。(见另一篇文章《宇宙是有限的吗?》by Jean-Pierre Luminet,Glenn D.Starkman and Jeffrey R.Weeks;Scientific American,April 1999)


然而,迄今为止的视察成果似乎背逆了它们。无尽宇宙的模型才和观测数据符合,外带强烈的限制条件。另一种可能是:空间本身无穷,但所有物资被限制在我们周围一个有限区域内——曾经风行的“岛状宇宙”模型。


该模型不同之处在于,在大标准下物资散布会出现分形图案,而且会不断耗散殆尽。这种情况下,第一层多重宇宙里的几乎每个宇宙最终都将变得空空如也,陷入逝世寂。但是关于三维银河散布与微波背景的观测指出物资的组织方法在大标准上出现出某种隐约的均匀,在大于10^24米的标准上便观测不到清楚的细节了。


假定这种模式延长下去,我们可观测宇宙以外的空间也将充斥行星、恒星和星系。有资料支撑空间延资源网伸于可观测宇宙之外的理论。WMAP卫星测量了微波背景辐射的波动。最强烈的振幅超过了0.5开,暗示着空间非常之大,甚至可能无限。


另外,WMAP和2dF星系红移探测器发明在非常大的标准下,空间均匀散布着物资。生涯在第一层多重宇宙不同平行宇宙中的视察者们将察觉到与我们雷同的物理定律,但初始条件有所不同。依据当前理论,大爆炸早期的一瞬间物资按必定的随机度被抛出,此进程包括了物资散布的一切可能性,每种可能性都不为0。

宇宙学家们假定我们所在的当初有着近似均匀物资散布和初始波动状况(100000可能性中的一种)的宇宙,是一个相当典范的(至少在所有发生了视察者的平行宇宙中很典范)个体。那么距你最近的和你一模一样那个人将远在10^(10^28)米之外;而在10^(10^92)米外才会有一个半径100光年的区域,它里面的一切与我们居住的空间丝毫不差,也就是说未来100年内我们世界所产生的每件事都会在该区域完整再现;而至少10^(10^118)米之外该区域才会增大到哈勃体积那么大,换句话说才会有一个和我们一模一样的宇宙。

上面的估量还算极端保守的,它仅仅穷举了一个温度在10^8开以下、大小为一个哈勃体积的空间的所有量子状况。其中一个盘算步骤是这样:在那温度下一个哈勃体积的空间最多能容纳多少质子?答案是10^118个。每个质子可能存在,也可能不存在,也就是总共2^(10^118)个可能的状况。只须要一个能装下2^(10^118)个哈勃空间的盒子便用光所有可能性。

如果盒子更大些--比如边长10^(10^118)米的盒子--依据抽屉原理,质子的排列方法必定会反复。当然,宇宙不只有质子,也不止两种量子状况,但可用与此相似的办法估算出宇宙所能容纳的信息总量。与我们宇宙一模一样的另一个宇宙的平均距离,距你最近那个“分身”没准并不象理论盘算的那么远,也许要近得多。

因为物资的组织方法还要受其他物理规律制约。给定一些诸如行星的形成进程、化学方程式等规律,天文学家们疑惑仅在我们的哈勃体积内就存在至少10^20个有人类居住的行星;其中一些可能和地球十分相像。第一层多重宇宙的框架通常被用来评估现代宇宙学的理论,虽然该进程很少被清楚地表达。举例来说,考核我们的宇宙学家如何通过微波背景来试图得出“球形空间”的宇宙几何图。随着空间曲率半径的不同,那些“热区域”和“冷区域”在宇宙微波背景图上的大小会出现某种特点;而观测到的区域表明曲率太小不足以形成球形的封锁空间。然而,坚持统计学上的严厉是非常主要的事。


每个哈勃空间的这些区域的平均大小完整是随机的。因此有可能是宇宙在愚弄我们--并非空间曲率不足以形成封锁球形使得观测到的区域偏小,而恰巧因为我们宇宙的平均区域天生就比别的来的小。所以当宇宙学家们信誓旦旦保证他们的球状空间模型有99.9%可信度的时候,他们的真正意思是我们那个宇宙是如此地不合群,以至1000个哈勃体积之中才会出一个象那样的。这堂课的重点是:即使我们没法观测其他宇宙,多重宇宙理论依然可以被实践验证。症结在于预言第一层多重宇宙中各个平行宇宙的共性并指出其概率散布--也就是数学家所谓的“度量”。我们的宇宙应该是那些“涌现可能性最大的宇宙”中的一个。

否则--我们很不幸地生涯在一个不大可能的宇宙中--那么先前假设的理论就有大麻烦了。如我们接下来要讨论的那样,如何解决这度量上的问题将会变得相当有挑衅性。


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