人們曾認爲有一種想法非常激進,只要提及它便會被視爲純粹的精神錯亂。但如今,這些科學家們卻敢于相信這一想法實際上是正確的,他們認爲我們的宇宙並不孤立存在,它只是無數奇妙宇宙世界中的一個,其中既有熟悉的生命,也有其他不太一樣的事物。
在其他宇宙中,無限個“你”的複制品在演繹著你生活中每個可能會發生的情節。在我們每一次抛硬幣時,不論是正面還是反面,都只是一些小的量子事件,我們宇宙正在分裂成兩個世界。這聽上去就像從好萊塢科幻大片中直接竊取的一段情節,但一些科學家們卻認爲,他們已經找到了證據來證明這個理論的正確性。
如果這些科學家是對的,那麽問題並不是多個宇宙是否存在,而是我們生活在哪個宇宙。從我們開始研究夜空起,我們就從一個簡單的概念出發來描述周圍的一切,所有的行星、恒星和星系,這一概念被稱之爲我們的宇宙。宇宙美麗而唯一,是我們能看到和了解的所有事物的總和。我們爲這一概念高興了很長時間,它完全獨立。
少數“愛找麻煩”的科學家,卻發現了這一長久奉行的概念的缺陷,他們認爲是時候推翻這一概念了。宇宙學家們認爲自從時間産生以來,宇宙便向更遠點延伸,那裏的光線也經曆時間達到我們這裏,這就是我們所說的可觀測宇宙——自從宇宙大爆炸以來,經曆大約140億年到達我們這裏的光所形成的球形空間。那麽這個球形空間之外還有什麽?在宇宙大爆炸之前又存在什麽?
我們這個生活的宇宙,已向空間延伸了大約140億光年,但卻不是唯一的宇宙。這個觀點看上去像一個拙劣的玩笑,但是對于這些科學家而言,只有一個宇宙的觀點無法說的通。他們有多個理由堅信,我們的宇宙只是無限中的一個——存在于巨大的多元宇宙中的宇宙。相關的數學計算極其複雜,但都起源于非常簡單的問題,就連小孩子都可以提問——哪裏才是宇宙的盡頭?
許多科學家相信在我們這個可觀測的宇宙之外,存在著無限個其他宇宙。對于這些無限的宇宙,宇宙學家們稱爲多元宇宙。但是無限太空的這一想法並不是考慮多元宇宙的唯一因素,這次的問題不是宇宙的盡頭在哪裏,而是宇宙是如何開始的。
宇宙微波背景輻射的圖像描繪了宇宙的邊緣,以及我們可以看到的最早期的光,顯示宇宙中的所有物質恒星和星系都分布的十分均勻,這暗示了某種情況的發生才能出現這樣的分布。這種情況發生的過程我們稱爲膨脹,早期膨脹理論認爲宇宙不僅在擴大,而是在呈指數般地擴大。這意味著宇宙在眨眼間的時間內就變大了很多倍,宇宙密度通過變化模式而改變,如今我們看到了相同的模式,它從一個小小的尺寸拉伸成了我們現在這個可觀測的宇宙。
根據膨脹理論,我們的宇宙以前只是一個熾熱的奇點,類似于膨脹的空間變化十分迅速,所以與嬰兒期的宇宙保持了一致性。膨脹不僅僅是一個擴展的原理,他首先驅動了我們宇宙的誕生,如果它能再發生一次,將沒有什麽事情能夠阻止它,一次一次又一次地發生,這就是永恒膨脹。
所以出于不同原因,提出的兩個簡單問題卻的出同樣的結論。我們仰望夜空時所看到的一切,只是關于我們生存故事的一小部分。然而,在你考慮那個最難的問題時,事情卻變的更加奇怪了——宇宙實際上是如何進行運作的呢?
通過怪異的量子世界,來弄清有關多個宇宙誕生的想法。這一切都始于20世紀50年代,特立獨行的天才休·艾佛雷特试图解释这一怪异的现象,即电子在何处可同时变为波和粒子,这就是目前颇受议论的双缝实验核心。休·艾佛雷特的这个想法是,当粒子穿过两条狭缝之一时宇宙分裂成了两个,该粒子一次性穿过了两条狭缝。但它是在两个单独的宇宙中完成的,这想法及巧妙又让人恐惧,当时这看上去非常疯狂。尽管在事实上人们都普遍接受量子力学理论,但在当时这一理论并不受欢迎,在物理学界也没有地位。
休·艾佛雷特的极端想法,让他与已经建立的看法格格不入。可悲的是,在得到本应由的认可前,他就已经去世了。但近年来科学界却有了一个显著的转变,休·艾佛雷特关于多元宇宙的想法尽管看上去即奇怪又与直觉相反,却得到了更多人的认可并成为解释宇宙如何运作的唯一方法。尽管目前有证据偏向多元宇宙理论,但最近涉足这一领域的任何人,却都面临着巨大的职业风险。
即使包含多個宇宙的太空是無限的,但我們所能觀測到的太空部分以及我們的宇宙卻是有限的,包含在其中的物質數量也有限,大約只有10的80次方個原子,並只能以有限的方式進行排列。無限數量的宇宙有點像一床無盡拼接的被子,每一塊的拼接都是與我們宇宙同樣大小的另一個宇宙,每一個宇宙都包含有限數量的粒子,而每一個粒子都有自己的構造,從而形成了一個宇宙。那麽其他的宇宙會是什麽樣子呢?
在多元宇宙中,每一個可能性都會在某處上演,有無限個的地球複制品,一些是人們熟悉的,但一些卻有完全不同的曆史軌迹。假設在某個地球上,二戰法西斯會獲勝,但最終都有阿裏巴巴的成立,可能會有一個或多個阿裏巴巴總部,那麽我們就來到了看上去和我們宇宙完全一樣的宇宙。這聽上去如同癡人說夢,但卻正是數學的預測。在某個地方現在的你,正在受到外星人的攻擊,另一個你則是一個奧運冠軍。在一個世界中,你在世界500強企業工作,在另一個世界中,你卻成爲了國家的政客。只有你的想象力才會限制這些可能,無限個宇宙有著無限個你,你的複制品們。
也有一些科學家對多元宇宙有著不同的看法,他們認爲這個地方的多樣性讓人費解,甚至連自然規律也不再相同。正是由于這些不同的屬性,使得多元宇宙間十分的不同。由于宇宙間的物理定律並不相同,所以膨脹的多元宇宙的確是一個非常奇怪的地方。無限個氣泡宇宙,在膨脹海面上漂浮,也許這讓你覺得對于自我的幻想已經夠多了。但量子多元宇宙中的生活是無法比擬的,在一個事物可以出現在兩個地方的世界中,有很多宇宙潛伏在你的鼻子下。量子多元宇宙就環繞在我們周圍,但我們卻看不見,因爲他是根據完全怪異的量子力學來進行運作的。
量子多元宇宙來源于休·艾佛雷特的想法,他认为每个可能发生的事件一定会发生,这些事件只是发生在平行世界中,就像有着无数分叉小径的花园。每一件事情都不可改变地分开了,存在于它们各自的现实中,每一事情都有自己的独立未来。多元宇宙就是所谓的希尔伯特空间,它是一个有着无休止分岔路径以及平行世界的地方。在那里,对于地球上的每个生命体每件事情的每个版本都在某处发生着。
到底哪個理論才是正確的,誰才能實際證明這一點嗎?最激烈的批評是認爲多元宇宙論並不是科學,因爲即便從原理上也無法進行驗證,沒有證據可言。有關多元宇宙的整個觀點,難道不是在浪費時間嗎?但這些“愛找麻煩”的科學家完全不贊同這一點。
支持多元宇宙的論據正在加速,一位科學家已經走出了更遠的一步,他認爲自己實際上已經找到了證據來證明多元宇宙的存在。他把兩大想法結合在一起——弦理論和量子力學,所涉及的數學知識非常複雜,也許在這個世界上只有少數人能夠理解。他的想法是把太空看作有不同能量的彎曲空間,我們的宇宙是以波的形式開始的。波穿過了一些空間屏障後被困住,于是創造了具有不同屬性的宇宙。他還預測出在我們的夜空中可以觀測到一系列的異常事物,這些事物的其中之一甚至會揭示出我們的宇宙如何同另一個宇宙纏繞在一起,這稱之爲串音。
串音會給我們早期的宇宙留下印記,這有點像胎記,我們可以把它看作是宇宙微波背景下的一個冷點,並且已經在宇宙微波背景中顯著的觀測到了,這是和我們宇宙纏繞在一起的痕迹。近幾年一個史詩般的發現引起了巨大轟動,一旦該發現能夠被證實,那麽就爲多元宇宙的存在提供了更多吸引人的線索。
經過幾十年的探索,對潛在重力波的探測可能會成爲這個世紀的發現。這個想法認爲膨脹的劇烈本質創造出了重力波,在宇宙微波的背景下重力波扭曲宇宙,並産生特定模式的漣漪。對于這些重力波漣漪,即使在今天我們也能夠觀測到。如果能夠證明該發現,那麽這會是膨脹理論一次巨大的成功。同時該理論對多元宇宙的預測,也會是一次巨大的飛躍。
這些潛在的新發現給多元宇宙理論帶來了巨大的支持,同時也反駁了那些批評該理論的人,這些發現讓他們需要重新思考。
誠然,多元宇宙讓人感到非常困惑。如果你還在糾結自己處于哪一個多元宇宙的模型,那麽也許你沒有這個必要,因爲我們可能同時存在于它們所有之中。