存在與我們完全相同的平行宇宙嗎？
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)新浪科技：國(guó)外媒體報(bào)道，多重宇宙是完全物理學(xué)中最令人震驚、最像科幻小說(shuō)的相同行宇概念之一，但它其實(shí)真的存?zhèn)兛梢悦枋鲇钪娴膶?shí)際情況。在多重宇宙的完全設(shè)想中，我們所在的相同行宇宇宙只是眾多宇宙中的一個(gè)，這些宇宙相互獨(dú)立、存?zhèn)兺瑫r(shí)存在。完全雖然尚無(wú)有力的相同行宇證據(jù)證明多重宇宙存在與否，但給我們提供了一個(gè)廣闊的存?zhèn)兲剿骺臻g，因?yàn)閷?duì)多重宇宙的完全預(yù)測(cè)是深深立足于確定存在的理論物理現(xiàn)象中的。
假設(shè)在發(fā)生宇宙大爆炸之前，相同行宇先發(fā)生了一次宇宙暴脹，存?zhèn)兡敲磸谋举|(zhì)上來(lái)說(shuō)，完全宇宙中的相同行宇所有粒子和場(chǎng)都具有量子特性。這樣一來(lái)，多重宇宙的存在幾乎就是不可避免的了。這為物理學(xué)開(kāi)啟了無(wú)窮的可能性，也許平行宇宙不僅存在，而且還存在無(wú)限個(gè)。這樣一來(lái)，甚至可能存在與我們完全相同的平行宇宙。假設(shè)多重宇宙真的存在的話(huà)，可能會(huì)發(fā)生什么事情呢？
暴脹期間印刻在可觀測(cè)宇宙中的初始波動(dòng)水平約為0.003%，但正是這些微小的缺陷之處造成了宇宙微波背景中的溫度與密度波動(dòng)，并埋下了如今宇宙結(jié)構(gòu)的種子。如果沒(méi)有宇宙暴脹，這些初始條件就無(wú)法解釋。
追求多重宇宙的動(dòng)機(jī)
要想理解物理學(xué)家為何認(rèn)為多重宇宙應(yīng)該存在，首先要弄清我們?cè)谟钪嬷杏^察到的幾點(diǎn)事實(shí)。首先，我們能到達(dá)的宇宙是有時(shí)間邊界的。我們能觀測(cè)到的宇宙是在 138 億年前的宇宙大爆炸中誕生的，當(dāng)時(shí)的宇宙極為熾熱、稠密，四處充滿(mǎn)了物質(zhì)和輻射，并且一直在不斷擴(kuò)張和冷卻。我們?cè)诳臻g中回望得越遠(yuǎn)，在時(shí)間上也回溯得越久，一直延伸到宇宙大爆炸的邊界：時(shí)間上來(lái)說(shuō)是 138 億年前，空間上來(lái)說(shuō)則是 461 億光年之外。
然而，我們無(wú)法隨隨便便地回到時(shí)間的早期，因?yàn)榧偃绠?dāng)時(shí)的宇宙超過(guò)了一定溫度和密度，就會(huì)產(chǎn)生一些與我們的觀測(cè)不符的特性。但假如在宇宙大爆炸之前，宇宙就已經(jīng)經(jīng)歷了一段時(shí)間的暴脹、做好了一定的準(zhǔn)備，情況就與觀測(cè)結(jié)果一致得多了。
暴脹拉長(zhǎng)了宇宙的曲率，使宇宙的形狀變得接近于平面。在暴脹過(guò)程中，所有可能導(dǎo)致問(wèn)題的高能殘留物都同樣發(fā)生了膨脹。通過(guò)這一過(guò)程，宇宙各處的能量密度都變得相同。只有一些在暴脹期間發(fā)生的量子波動(dòng)，疊加在這個(gè)均衡的能量背景之上。
這樣一來(lái)，在宇宙暴脹臨近結(jié)束時(shí)，宇宙大爆炸便具備了所有產(chǎn)生如今可觀測(cè)宇宙的必需特性。
我們一般會(huì)將宇宙膨脹想象成一個(gè)簡(jiǎn)單的場(chǎng)。這個(gè)場(chǎng)的特定性質(zhì)會(huì)對(duì)場(chǎng)所在的空間造成影響。只要場(chǎng)維持膨脹狀態(tài)，并且空間擁有巨大的能量，空間就會(huì)無(wú)休無(wú)止地、成指數(shù)地繼續(xù)擴(kuò)張下去，因此每過(guò)一個(gè)時(shí)間段，任意兩點(diǎn)之間的距離就會(huì)翻上一番。
只要場(chǎng)維持這種膨脹狀態(tài)，宇宙暴脹就會(huì)持續(xù)下去，不斷對(duì)空間進(jìn)行延伸，使其中的所有物質(zhì)不斷稀釋?zhuān)钡綀?chǎng)發(fā)生衰變，宇宙暴脹也到此結(jié)束。隨著能量被轉(zhuǎn)化為物質(zhì)和輻射，宇宙會(huì)變得越來(lái)越熾熱，標(biāo)志著宇宙大爆炸的開(kāi)始。
但我們知道，無(wú)論是哪個(gè)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)了宇宙暴脹，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)都很可能具有量子性。這就意味著，隨著宇宙暴脹持續(xù)進(jìn)行下去，這個(gè)場(chǎng)有可能會(huì)“滾下懸崖”，導(dǎo)致暴脹終止；也可能不會(huì)發(fā)生這種情況，暴脹得以持續(xù)下去；甚至還有可能“滾”向錯(cuò)誤的方向，使我們離暴脹的結(jié)束越來(lái)越遠(yuǎn)。還有一點(diǎn)很反直覺(jué)——由于暴脹中的宇宙會(huì)不斷創(chuàng)造新的空間，上述這些情況可能會(huì)在宇宙的不同區(qū)域同時(shí)發(fā)生。
這就造成了一種很有趣的情況。只要過(guò)去曾發(fā)生過(guò)宇宙暴脹（而從我們的觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，有大量證據(jù)顯示宇宙暴脹的確發(fā)生過(guò)），就說(shuō)明存在多重宇宙。過(guò)程如下：
宇宙暴脹發(fā)生，宇宙被不斷拉長(zhǎng)，產(chǎn)生新的空間；在部分區(qū)域，場(chǎng)會(huì)“滾下懸崖”，使暴脹終止，導(dǎo)致這些區(qū)域發(fā)生大爆炸，形成我們所謂的“宇宙”；這些宇宙之間的空間還在繼續(xù)暴脹，制造出更多的空間……如此不斷持續(xù)下去。
從中很容易看出，如果想讓宇宙暴脹發(fā)展到足夠的程度、使宇宙大爆炸得以具備我們觀察到的這些特性，就必定會(huì)產(chǎn)生多重宇宙。新的宇宙一直在不斷誕生，這些宇宙之間相互獨(dú)立、毫無(wú)關(guān)聯(lián)，并且由于它們之間的空間一直在不斷膨脹，新的宇宙不斷出現(xiàn)，新的大爆炸不斷發(fā)生，這些宇宙的距離會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)。只要這部分理論是正確的——我們掌握的證據(jù)也的確說(shuō)明它是正確的——目前最先進(jìn)的科學(xué)研究就已經(jīng)預(yù)測(cè)了多重宇宙的存在。
在暴脹期間形成的量子波動(dòng)會(huì)隨著宇宙不斷向外拉伸。當(dāng)暴脹終止時(shí)，這些量子波動(dòng)就變成了密度波動(dòng)，并逐漸演變成了如今宇宙中觀察到的大尺度結(jié)構(gòu)、以及在宇宙微波背景中觀察到的溫度波動(dòng)。這些波動(dòng)是一種隨機(jī)過(guò)程，意味著假如宇宙總數(shù)量有限且過(guò)小，就不可能存在兩個(gè)完全相同的宇宙。
這些宇宙之間相互關(guān)聯(lián)嗎？
從這里開(kāi)始，我們就要進(jìn)入推測(cè)的領(lǐng)域了。我們知道，宇宙暴脹發(fā)生時(shí)所處的能量尺度遠(yuǎn)必定遠(yuǎn)低于普朗克能量尺度，否則我們就會(huì)在宇宙中觀測(cè)到一些本不存在的信號(hào)了。但我們還缺失一些關(guān)鍵信息，比如我們不知道宇宙暴脹是何時(shí)開(kāi)始的，甚至不知道它有沒(méi)有一個(gè)起始點(diǎn)。暴脹也許是宇宙的默認(rèn)狀態(tài)，會(huì)永遠(yuǎn)持續(xù)下去，直到我們所處的這一區(qū)域的暴脹停止，我們的宇宙才得以誕生。
我們也不知道，多重宇宙中的各個(gè)宇宙之間是否存在任何相互糾纏的特性。我們不清楚這些宇宙是否都遵循相同的物理法則和基本常數(shù)，也不了解在宇宙暴脹過(guò)程中、或即將發(fā)生大爆炸前的最后過(guò)渡期間，是否形成了某種主宰這些法則和常數(shù)的機(jī)制。此外，我們也絲毫不知該如何對(duì)這些結(jié)果的概率進(jìn)行量化。宇宙學(xué)家將其叫做“測(cè)度問(wèn)題”。按照我們的預(yù)測(cè)，這些宇宙是存在的，但我們不知道有多少個(gè)這樣的宇宙，也不清楚它們之間是否有關(guān)聯(lián)、或者以何種方式相關(guān)聯(lián)，亦不了解它們與我們所在的宇宙之間有什么相似之處或不同點(diǎn)。
然而，根據(jù)我們?cè)谟钪嬷械臏y(cè)量結(jié)果、以及基于已知粒子和場(chǎng)的量子特性的計(jì)算結(jié)果，不同宇宙中的物理法則和常數(shù)雖然是相同的，但特定的初始條件卻應(yīng)當(dāng)有所不同。
在我們的可觀測(cè)宇宙中，粒子數(shù)量有限，粒子之間發(fā)生相互作用的時(shí)間有限，可能產(chǎn)生的結(jié)果也有限。如果存在無(wú)限個(gè)像我們這樣的宇宙，那么至少一個(gè)宇宙中將包含所有的可能結(jié)果組合。
這意味著什么？
這意味著，每個(gè)宇宙的整體特性應(yīng)該是相同的，因?yàn)樗杏钪娑加赏粋€(gè)暴脹場(chǎng)發(fā)源而來(lái)。因此每個(gè)宇宙誕生時(shí)的平均能量密度、法則、勻稱(chēng)性、守恒法則、標(biāo)準(zhǔn)模型、廣義相對(duì)論規(guī)則、以及其它多種特性都應(yīng)當(dāng)是相同的。最大的區(qū)別不過(guò)是在這個(gè)統(tǒng)一的背景上疊加的量子波動(dòng)。正是這個(gè)僅占三萬(wàn)分之一的小小缺陷，為我們的宇宙結(jié)構(gòu)提供了孕育的“種子”。這種缺陷是隨機(jī)發(fā)生的，并且橫跨所有尺度，最終可能產(chǎn)生的結(jié)果有無(wú)數(shù)種，而我們所在的宇宙應(yīng)該只是其中之一。
只要這些宇宙的數(shù)量足夠多，最終應(yīng)該總能產(chǎn)生一個(gè)與我們的初始特性完全相同的宇宙。要知道，我們宇宙中的一切東西都是有限的，粒子數(shù)量有限，能量總量有限，量子發(fā)生相互作用的時(shí)間有限，可能產(chǎn)生的結(jié)果數(shù)量也有限。這些數(shù)字雖然都極為龐大，但并不是無(wú)窮無(wú)盡的。
但在暴脹過(guò)程中誕生的宇宙數(shù)量就是另外一回事了。如果暴脹已經(jīng)進(jìn)行了一段有限的時(shí)間，宇宙的數(shù)量就會(huì)隨著時(shí)間的流逝發(fā)生指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，但這個(gè)數(shù)字終究是有限的；而如果暴脹已經(jīng)持續(xù)了一段無(wú)限的時(shí)間，宇宙的數(shù)量就必定是無(wú)限的，有些宇宙必定已經(jīng)將所有可能性都經(jīng)歷了一遍。
如果最終演化成我們宇宙的“泡泡”在早期曾與其它宇宙相撞，一定會(huì)留下“傷痕”。但我們?cè)谟^測(cè)中并未找到相關(guān)證據(jù)，說(shuō)明暴脹過(guò)程中，不同的宇宙之間并不會(huì)發(fā)生互動(dòng)。
相互隔絕？還是有所互動(dòng)？
如果暴脹已經(jīng)發(fā)生的時(shí)間是有限的，我們就可以斷定，根據(jù)宇宙數(shù)量增長(zhǎng)的規(guī)律、以及單個(gè)宇宙中可能發(fā)生的結(jié)果數(shù)量隨著時(shí)間增加的規(guī)律，在多重宇宙中并不存在與我們完全相同的平行宇宙。當(dāng)我們用多重世界說(shuō)解讀量子力學(xué)時(shí)，假如宇宙的數(shù)量有限，是不足以容納所有可能結(jié)果的，必須要有無(wú)窮多的宇宙才行。暴脹的時(shí)間必須無(wú)限長(zhǎng)，才有可能形成與我們一模一樣的平行宇宙。
但如果暴脹的時(shí)間達(dá)到了無(wú)限長(zhǎng)，完全相同的平行宇宙就不是有可能存在、而是一定存在了。一個(gè)有限的數(shù)字即使再龐大，即使一直朝著無(wú)限的方向增加，只要時(shí)間有限，就永遠(yuǎn)都不可能真正達(dá)到無(wú)限。
因此，可能發(fā)生的結(jié)果數(shù)量就算再多，只要存在無(wú)限個(gè)平行宇宙，就必定包含所有這些可能性。
然而，即使多重宇宙中的確存在這樣的平行宇宙，即使平行宇宙的數(shù)量無(wú)限，你也不能為所欲為。例如，你無(wú)法在不同宇宙之間轉(zhuǎn)移任何東西。盡管每個(gè)宇宙都由同一小塊空間發(fā)源而來(lái)，但你無(wú)法在它們之間傳遞信息；這些宇宙之間不再具有任何因果聯(lián)系。
在這片不斷膨脹的宇宙汪洋中，存在著多個(gè)相互獨(dú)立的宇宙，彼此之間毫無(wú)因果聯(lián)系。在暴脹期間，一旦某處暴脹終止，就會(huì)發(fā)生宇宙大爆炸。在我們的宇宙中，大爆炸發(fā)生于 138 億年前。但暴脹是否有一個(gè)開(kāi)始時(shí)間？如果有的話(huà)，究竟是如何開(kāi)始的？這兩個(gè)問(wèn)題我們目前還無(wú)法回答。
換句話(huà)說(shuō)，一個(gè)宇宙中發(fā)生的事情無(wú)法對(duì)另一個(gè)宇宙造成影響。假如在暴脹期間，任意兩個(gè)宇宙發(fā)生了相撞、合并、或以其它方式發(fā)生了相互作用，我們都知道如何對(duì)結(jié)果進(jìn)行量化；而我們可以很肯定地說(shuō)，目前并無(wú)證據(jù)證明我們的宇宙中發(fā)生過(guò)這樣的事件。
許多人也許都曾想過(guò)，在另一個(gè)世界里，自己犯下的所有過(guò)錯(cuò)、做過(guò)的所有錯(cuò)誤決定、以及給自己及他人帶來(lái)的后果，也許都會(huì)完全不同。在另一個(gè)空間中的另一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，也許另一個(gè)你在一個(gè)關(guān)鍵的岔路口做了一個(gè)更正確的決定，結(jié)果因此過(guò)上了更好的人生。對(duì)多重宇宙、特別是與我們完全相同的平行宇宙的想象，仿佛給了我們一種希冀：我們過(guò)往的決定并不像我們目前認(rèn)為的那樣，一旦做出便無(wú)法改變。
但這并不是科學(xué)想傳達(dá)的意思。即使宇宙暴脹已經(jīng)持續(xù)了一段無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間，其它宇宙中發(fā)生的任何事情也都與我們的宇宙毫不相干。我們的過(guò)去早已確定、不可更改，其它宇宙中發(fā)生的事情決不可能改寫(xiě)我們的過(guò)去，也不可能為我們提供一個(gè)不同的結(jié)果。多重宇宙或許無(wú)法避免，平行宇宙也許真的存在，但不會(huì)以任何可以測(cè)量或觀測(cè)的形式對(duì)我們產(chǎn)生影響。一旦超出科學(xué)的能力之外，我們就只能憑借猜測(cè)了。在掌握更多證據(jù)之前，我們還不能得出任何確定性結(jié)論。