可观测宇宙之外是否还存在多元宇宙?

在良多时辰 , 我们认为宇宙包含了一切 。 可是无论宇宙的真实素质是什么 , 我们获取宇宙信息的能力从底子上是有限的 。
自宇宙年夜爆炸以来 , 时候只曩昔了138亿年 , 而任何信息传布的最快速度——光速是有限的 。 即使整个宇宙自己可能是无限的 , 但可不雅测宇宙是有限的 。 然而 , 按照理论物理学中的本家儿流思惟 , 我们的宇宙可能只是一个更年夜的多元宇宙的一个极小区域 , 年夜宇宙中包含了很多宇宙 , 甚至是无限的宇宙 。 关于多元宇宙的理论 , 只有此中一些是真正的科学 , 另一些仅仅是猜测性的、一厢情愿的设法 。 下面是若何分辨多元宇宙理论的科学性 。 但在此之前 , 我们需要来领会一下布景 。
【可观测宇宙之外是否还存在多元宇宙?】

可观测宇宙之外是否还存在多元宇宙?

文章插图

经由过程测量星系的光谱 , 我们可以知道它们的距离以及远离银河系的速度 。 成果发现 , 宇宙在膨胀 。 河外星系离得越远 , 它们就以越快的速度退行 。 按照广义相对论 , 这意味着宇宙在膨胀 。
若是今朝的宇宙正在膨胀 , 那就意味着它在曩昔的时辰更小、更致密 。 把时候往回拨 , 宇宙要比此刻更为平均 , 而且更热 。 那时间回溯到138亿年前时 , 就回到了宇宙年夜爆炸 。
可是年夜爆炸并不是宇宙的最初初步!我们只能在年夜爆炸的展望解体之前的时候 , 揣度出一个特定的期间 。 我们在宇宙中不雅察到的良多工作都是年夜爆炸无法诠释的 , 可是宇宙暴胀理论可以 。
可观测宇宙之外是否还存在多元宇宙?

文章插图

在20宿世纪80年月 , 经由过程暴胀理论获得了良多预言 , 此中包罗:(1)年夜规模布局的种子应该是什么样的;(2)温度和密度的波动应该存在于比宇宙视界更年夜的标准之上;(3)即使有波动 , 空间的所有区域也应该存在恒定的熵;(4)热年夜爆炸应该有一个最高的温度 。
在随后的30年里 , 暴胀理论的四种预言在不雅测上获得了切确的证实 。
暴涨理论表白 , 在年夜爆炸之前 , 宇宙并没有布满粒子、反粒子和辐射 。 相反 , 宇宙布满了空间自己固有的能量 , 而这种能量导致空间以一种极高的速度膨胀 。 在某一时刻 , 暴胀竣事了 , 所有或者几乎所有的空间固有能量转化为物质和能量 , 发生了热年夜爆炸 。 暴胀的终结 , 以及宇宙的再加热 , 标记着年夜爆炸的起头 。 年夜爆炸仍在发生了 , 但这并不是宇宙的最初初步 。
可观测宇宙之外是否还存在多元宇宙?

文章插图

若是这就是宇宙的汗青 , 我们所拥有的就是一个很是庞大的宇宙 。 它在任何处所都有不异的性质 , 处处都是不异的物理定律 , 我们可见的视界之外的宇宙部门与我们的环境相似 , 但它们不会被合理地称为多元宇宙 。
注重 , 物理上存在的所有工具素质上都必需是量子的 。 即使是包含所有未知身分的暴胀 , 都必需是一个量子场 。
若是要求暴胀拥有所有量子场的属性:(1)它的性质有其固有的不确定性;(2)这个场是由一个波函数描述;(3)跟着时候的推移 , 这个场的数值会逐渐睁开 。 基于此 , 我们会获得一个意想不到的结论 。
暴胀不会同时呈现在任何处所 , 而是在特按时间呈现在某个不连通的位置 , 而这些位置之间的空间继续暴胀 。 是以 , 应该存在多个庞大的空间区域 , 在那边 , 暴胀竣事 , 年夜爆炸起头 , 但它们永远不会碰到彼此 , 因为它们被暴胀空间的区域分离隔来 。 无论暴胀何时起头 , 至少在某些处所 , 它几乎必定会永远持续下去 。

推荐阅读