我們生活的宇宙之外是否還有其他宇宙存在？

2023年08月09日09:19 | 來源：科技日報

原標題：我們生活的宇宙之外是否還有其他宇宙存在？

直到現在也沒有人能夠通過實驗驗証多重宇宙的存在。除非我們處於宇宙的邊緣，能夠看到另一個宇宙正在向一個方向擴張，然而我們可能永遠也無法到達宇宙的邊緣。

——安德烈·林德美國斯坦福大學教授

◎本報記者張佳欣

我們的宇宙有沒有可能只是多重宇宙中的一個？

這個問題一直是科學家探索的熱點，也是科幻電影常用的概念。從《瞬息全宇宙》等奧斯卡獲獎作品，到《奇異博士2：瘋狂多元宇宙》等大片，科幻故事中充滿了不同現實之間的創意性互動。許多宇宙學家認為，多重宇宙不僅僅是純粹的幻想或簡單方便的敘事手段。

人類關於多重宇宙的想法由來已久。1848年，埃德加·愛倫·坡在一首散文詩中幻想了“無限連續的宇宙”的存在。但當現代科學理論試圖解釋我們生活的宇宙的特性並預測其他宇宙的存在時，多重宇宙的概念才真正開始流行。

用暴脹宇宙學理解多重宇宙

事實上，銀幕上描繪的多重宇宙通常與該術語的科學現實截然不同。

多重宇宙，又叫多元宇宙，是科學家用來描述這樣一種想法的術語：除了可觀測的宇宙之外，其他宇宙也可能存在。

據美國《國家地理》雜志介紹，目前為止，對多重宇宙的科學理論預測有許多，這些理論描述了不同的可能場景——從和我們的宇宙處在不同平面的空間區域，到不斷涌現的獨立“泡沫”宇宙。所有這些理論的共同點是，它們表明我們可以觀察到的空間和時間並不是唯一的現實。

在關於多重宇宙的科學理論預測中，“泡沫”宇宙的觀點認為多重宇宙與暴脹宇宙學有關，即在大爆炸后的極小時刻，宇宙迅速呈指數級膨脹，這種膨脹可能會一遍又一遍地發生，甚至可能會無限地發生，從而形成一系列“泡沫”宇宙。

物理學家發現，如果暴脹真的存在，那麼即使其他區域的膨脹已經結束，時空的某些區域仍會繼續膨脹。這些繼續膨脹的區域可被視為一個獨立的膨脹宇宙。這個過程會無限期地持續下去，膨脹的宇宙會產生更多膨脹的宇宙，從而形成一個多宇宙的世界。在“宇宙畫布”上，永恆膨脹的宇宙使“泡沫”不斷出現，每個“氣泡”都是一個獨立的宇宙，每個“氣泡”都有不同的物理定律。

不識廬山真面目，隻緣身在此山中。暴脹宇宙學創始人之一、美國斯坦福大學教授安德烈·林德在接受科技日報記者採訪時，把宇宙比作彩色足球。他說，足球上的每一塊多邊形代表一個宇宙，有藍色、紅色，還有綠色、黃色等顏色。假設這顆球不斷膨脹，如果人們生活在藍色的宇宙裡，那麼看到的將是無限變大的藍色宇宙，並會覺得白色、黃色、綠色宇宙未曾存在過。

弦理論引申出的多重宇宙

美國俄勒岡州立大學博士后、北美納赫茲引力波天文台（NANOGrav）合作組成員鄧鶴凌告訴記者，對於多重宇宙的第二個考量來自弦理論。

根據英國《科學焦點》雜志，弦理論是物理學家提出的將量子力學和廣義相對論聯系起來的一種理論，廣義相對論是人們對無限小和無限大的最好描述。弦理論的基本思想是，像夸克和電子這樣的基本粒子實際上是一維弦中的一個點，以不同的頻率振動。

弦理論試圖將引力與微觀物理定律統一起來，它推測宇宙中的一切都是由微小的振動弦組成的。但它假設有比我們所處的三維空間更多維度的空間存在。

這些維度並不是我們在科幻小說中看到的平行維度。相反，弦理論學家認為這些額外維度被緊密壓縮在3個傳統維度中。我們看不到它們，因為我們隻能看到三維空間。這些額外維度的致密化可創造出一個個具有不同微觀物理世界的宇宙。

鄧鶴凌說：“這些宇宙中的物理規則有可能是完全不同的。有些宇宙中沒有人類，有些宇宙甚至可能沒有原子、分子這樣的物質。”

多重宇宙和平行宇宙不一樣

鄧鶴凌認為，近年來大熱的科幻作品中提到的平行宇宙，與多重宇宙是不一樣的科學理論，平行宇宙是量子力學多世界解釋的一個推論。

多世界解釋由美國物理學家休·埃弗裡特於1957年提出，它預測了分支時間線或替代現實的存在，在這些現實中，人們的決策會以不同的方式發揮作用，有時會產生截然不同的結果。

多世界解釋認為，現實在不停地分裂。“每當一次決策發生，比如一個人做出向左走的選擇，世界就會分裂：其中一個世界中的一個人向左走，而在另一個世界中那個人向右走。這樣的話，我們就會有兩個幾乎一模一樣的世界，所以就會有‘另一個我’。世界就是這樣一直在不停地‘分裂’。”鄧鶴凌說。

我與“另一個我”無法碰面

中國科學院國家天文台研究員陳學雷告訴記者，宇宙膨脹的速度可能超過了光速。如果兩部分宇宙時空離得足夠遠，那麼從宇宙大爆炸以后一直到未來，它們之間可能永遠無法交換信息。因為其時空都在不斷地膨脹，它們會離得越來越遠。