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多元宇宙是什麼

多元宇宙是什麼

想要你的科幻故事聽起來更加科學可信,不如試試加上多元宇宙這個詞。比如,著名的漫威就格外喜歡多元宇宙的概念,無論是蜘蛛俠,還是奇異博士,都逃脫不了多元宇宙的套路。

多元宇宙是什麼

漫威電影《奇異博士2:瘋狂多元宇宙》海報。(圖/Marvel Studios)

那麼,在這些奇奇怪怪的想法中,哪些是從科學中借鑒而來的,哪些又是純粹的虛構?

簡版多元宇宙:一個巨大宇宙

會不會有其他的地球?會不會有其他一些人,他們和我們長得很像,同樣生活在一個看起來像我們的星球上?這從科學上來說是有可能的,因為我們完全不清楚,宇宙究竟有多大。

根據宇宙學的原理,我們可以看見的距離實際上是有限的,可觀測宇宙包含着跨越數百億光年的空間,但我們并不知道在光線所及的範圍之外還有多少空間。

假如在那之外,還有更多空間,其中同樣充滿了星系、恒星和行星,那麼存在另一個地球的可能就還會大得多。有了足夠的空間、足夠多的行星,極小的可能性都會變得可能。

此外,在那些多元宇宙的虛構故事中,主人公常常需要一些超能力,才能在地球和“其他地球”之間穿梭,比如奇異博士的咒語和魔法,這在某種程度上來說同樣事出有因。

根據阿爾伯特·愛因斯坦的說法,我們無法以超越光速的速度穿越空間。雖然在科學上有可能以更奇特的方式在宇宙中旅行,比如蟲洞,但我們還不知道如何制造它們,它們似乎也不會在宇宙中自然地出現。而且沒有理由認為,它們會恰好把我們與另一個地球連起來,而不是随機出現在空曠的空間中的某個地方。

真正的多元宇宙:自然法則的變化

科幻世界的多元宇宙看上去可能很瘋狂,但站在科學的角度來看,它簡直太溫和、太正常、太熟悉了。

這是因為,我們宇宙的基本組成部分,包括質子和中子中的誇克、電子、光等等,能夠湧現出驚人的創造,比如人類的生命。你的身體就是一台驚人的機器,它會收集能量、處理資訊,甚至可以建造微型機器,進行自我修複。

然而,實體學家已經發現,我們宇宙的基本構件所擁有的這種制造生命形式的能力是極其罕見的。如果電子太重,或者将原子核綁在一起的力太弱,宇宙裡的東西甚至不能被“粘”在一起,更不用說出現像活細胞甚至生命這般奇妙的東西。

我們的宇宙是如何得到正确的“配方”的?也許,我們僅僅就是幸運地中了宇宙彩票。也許,在比我們所能看到的大得多的尺度上,宇宙的其他部分有不同的基本要素。

無論如何,我們的宇宙其實隻是選項之一,一種格外幸運的選項,而其他衆多的多元宇宙很有可能是“沒中彩票”的那些。

這就是科學的多元宇宙,它們并不是單純地更多個“我們這個宇宙”,而是具有不同基本成分的宇宙。它們大多數都毫無生氣,隻有在非常非常非常罕見的情況下,才會出現适合生命形式的組合。

相比之下,科幻中的多元宇宙僅僅重新安排了我們宇宙中熟悉的原子和基本力(外加一點兒魔法)。這可遠遠不夠。

宇宙暴脹和大爆炸

想要科學地探讨多元宇宙,就不得不回溯到我們宇宙深遠的過去。一種被稱為宇宙暴脹的想法認為,在宇宙誕生的最初一瞬間裡,它膨脹得非常快。

但是,如何讓一個宇宙如此迅速地膨脹?答案可能是一種新型的能量場,它控制了宇宙的最初時刻,導緻快速膨脹,然後才把一切主導權交給更熟悉的物質和能量形式,也就是質子、中子、電子、光等等。

宇宙暴脹可能會造就多元宇宙。以最簡單的方式來了解,根據這個想法,大部分空間都在擴張、膨脹,大小一刻不停地不斷翻倍。在每一個“宇宙島”上,新的能量場都會自發、随機地将能量轉化為具有極高能量的普通物質,釋放出了我們如今所認為的大爆炸。

如果這些高能擾亂并重置了物質的基本屬性,那麼每個宇宙島實際上都可以被認為是一個具有不同屬性的新的宇宙。這樣一來,我們就已經創造出了多元宇宙。

那麼,多元宇宙真的存在嗎?

在科學方法的循環中,多元宇宙正處于探索階段。如果它是真的,我們已經有了一個想法來解釋一些事情。

但正如多元宇宙理論的創始者之一亞曆克斯·維連金教授在《多元宇宙是什麼》一書中所說,“面對宇宙的這些終極問題時,宇宙學家和偵探相比其實并沒有什麼優勢,隻能依靠間接證據,通過對可觀測宇宙的測量結果來推斷不可觀測部分的時間和空間。這些限制使‘排除合理懷疑’變得更加困難”。而問題關鍵在于,我們還需要更直接、更具決定性的證據。

有意思的是,一些新的宇宙學發展已經足夠令人震驚,看似互相沖突的描述被組合在一起,用來描述我們這個宇宙,它可能既是有界的,又是無邊的,它是變化的,也是靜止的,它是永恒的,卻又有一個起點。

“這太瘋狂了,瘋狂到可能是真的。”尼爾斯·玻爾如是說。

#創作團隊:

編譯:M ka

排版:雯雯

#參考來源:

https://theconversation.com/the-multiverse-is-huge-in-pop-culture-right-now-but-what-is-it-and-does-it-really-exist-181781

[美] 亞曆克斯·維連金,《多元宇宙是什麼》,中信出版·鹦鹉螺,2021年1月

#圖檔來源:

封面圖:Silver Spoon, Wikimedia Commons

首圖:Thomas Hawk, Flickr, CC BY-NC

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