如何理解平行宇宙的起源

科学家称平行宇宙或确实存在
参考消息网3月25日报道&外媒称,去年10月,一个理论物理学小组聚集在马德里就深奥的弦理论世界的两个议题“异界景观现象”和“人择原理”展开了讨论。前者意味着弦理论方程能够导出大量可能的宇宙的存在。后者试图解释的是为何我们这个宇宙的种种特性,包括各个基本自然常数会像现在这样存在。在这里专家们难以回避的问题就是平行宇宙(多重宇宙)。据西班牙《趣味》月刊1月号报道,该领域最权威的两大专家、物理学家安德烈·林德和阿兰·古思认为,即便存在其他的宇宙,也是在离我们非常遥远的空间,我们永远不会与其发生接触;他们的同行保罗·J·斯坦哈特和尼尔·图罗克择坚持认为平行宇宙存在于不同的时间点;而马克斯·特格马克和已故科学家丹尼斯·夏默则认为其他的宇宙与我们所在的时空是彻底远离的。纳秒间膨胀数千倍的宇宙泡沫另一方面,一些宇宙学家认为实际情况是宇宙中一些区域因为某些偶然因素而与我们失联了。由于宇宙是在140多亿年前的大爆炸中诞生的,而光以一种有限和可知的速度运行,可见宇宙的半径在430亿光年左右。而那些位于更远处的都是和我们在同一空间的宇宙。为了能够深入平行宇宙存在的理论推测世界中,我们可以从宇宙学家阿兰·古思在1979年12月提出的“暴涨”概念出发。他认为宇宙在大约10的负32次方秒的时间里经历了一个短期的加速膨胀阶段。他也根据这一理论对困扰宇宙学家们的宇宙均匀性的问题给出了解释:这一暴涨阶段基本上将所有不规则性都抹平了。从这一观点出发,包括俄罗斯人安德烈·林德在内的其他一些理论物理学家开发出了其他一些可能性。例如为何只可能存在一个暴涨阶段影响所有宇宙?由此产生了所谓的“永恒暴涨”理论。用足球解释永恒暴涨理论为了更好的解释这一理论,林德提出了以下类推:将现实宇宙想像成一只足球,表面存在一块块被涂上颜色的正五边形和正六边形。暴涨阶段对整个球体都产生了影响,但在不同的区域,也就是各个多边形中有不同的影响方式。其中的每个区域都出现了幂增长,并且与其他任何区域之间没有因果关系。因此,生活在咖啡色正五边形中的人就会认为宇宙就是咖啡色的,而生活在黄色正六边形中的人也会认为宇宙就是黄色的。以此类推至宇宙学中,每个多边形(宇宙)都存在于一个足球(多元宇宙)中,其颜色是由其中主导的物理定律决定的:在一些宇宙中这些定律非常简单,并没有形成星体和银河,而另一些中甚至不存在生命出现的条件,而包括我们所在的宇宙在内的很多其他宇宙却是拥有强大增殖能力的。这所有的一切都取决于其中的定律。不管怎样,永恒暴涨带来的多重宇宙理论吸引了一大批物理学家的注意,他们相信所有的一切,从微粒到自然力量,都能够通过弦理论来解释。该理论的基本观点是,宇宙万物的基本单元是一样的,那就是而是很小很小的线状的“弦”。就像一把小提琴上的弦能够弹奏出惊人数量的旋律一样,每个亚原子粒子都有相应的弦的振动方式。由此可以论证20世纪两大物理学理论:量子理学和爱因斯坦广义相对论。如果将暴涨理论与弦理论结合在一起,就能得到非常有趣的结果。一方面,暴涨使得空间在空白处无限延伸。量子效应导致了新的宇宙的产生,就像一个孩子对着一个圈圈吹气产生很多泡泡那样。与此同时,弦理论认定这些泡泡的出现在彼此之间并没有任何联系,而是每个泡泡都拥有不同类型的微粒、自然力量和物理学定律。换句话说,弦理论的异界景观现象意味着其方程式中有10的500次方那么多种可能的答案(即宇宙);暴涨使得所有这些可能出现的宇宙成为了现实,存在于一个难以想象无限庞大的多重宇宙空间中。那么,又是为什么我们现在所认识的所有物理常数是我们看到的这样,而不是其他样子呢?我们生活的宇宙是唯一存在即合理的宇宙吗?如果基本电荷和光速并非现在我们所知的定量,那么宇宙中的生命也许就不会存在,这是专家们常常思考的问题。多重宇宙的存在可以解释这一问题:每个宇宙中都存在属于自己的物理特性,而我们所生活的这个宇宙也存在着与生命相匹配的种种必要定量。不过,我们真的不是在杀鸡用牛刀吗?真的有必要引入多重宇宙的观点来解释我们身边一些小小的自然现象吗?1766年,德国天文学家约翰·蒂蒂乌斯提出了一条关于太阳系行星距离的定则,此后发现的小行星和天王星也都符合这一定则,而且在一些卫星系统中,规则卫星也同样存在着类似关系。科学家们对此无法给出一个理论解释,除非搬出多重宇宙观点:在10的500次方这么多的宇宙中,我们所在的这个恰好就是遵循这一定律。不过对于多重宇宙怀疑论者来说,能够解释一切的理论实际上说明不了任何问题。是否有办法能够证明这些与我们平行的世界存在于物理学家的黑板之外?有人认为应当在宇宙微波背景辐射中搜寻蛛丝马迹,其中甚至或许还保留着存在于我们之前的其他宇宙留下的信息;还有人试图去确定宇宙空间的拓扑结构。无论如何,目前看来多重宇宙仍不过是一个概念,而非一个确定的理论。不同时间点的无数个我自己几乎所有该领域的意见都不过是一些想法的拼接。因此,尽管暴涨机制确实存在,但仅凭这一点无法确定在其他宇宙中存在不同的物理常数,除非结合弦理论,但后者遭到的质疑更多。
如果平行宇宙与像量子力学这样更深层次和得到验证的理论存在关联,我们或许就能对这一空间存在其他宇宙的说法深信不疑了。甚至还能相信这些宇宙中的很多都和我们所在的一样,无数个不同版本的我们生活在其中。以上这些这正是著名物理学家休·埃弗里特在1957年创立的“多世界理论”所阐述的,他也就此开创了“平行世界”量子理论。很显然,谁也无法确定宇宙增殖的存在,宇宙之间也不可能有联系。认为存在无数个版本的自己和自我意识的想法或许有些矛盾。已故物理学家布赖斯·德威特这样说到:“每颗星球、宇宙的每个遥远角落发生的量子跃迁都将我们的世界分割成了无数个版本的自身。这是一种心甘情愿的精神分裂!”
本文来源:参考消息网
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时间如何倒流?新平行宇宙理论时间流动方向相反
  在多重宇宙理论中,时间以相反方向流动的平行宇宙是可以存在的。两位分别来自加州理工学院和麻省理工学院的科学家提出了一个模型,基于更简单的原理对这一现象的发生进行了解释。
  为了使模型具有可行性,研究者还需要解释初始状态时缺失的信息。粒子被投入无限云之中的时候,每个粒子的时间箭头同时产生,而熵也在同时增加和减少。但是,根据目前已知时间概念的物理学基础,我们很难确定不同条件下时间的行为。
  新浪科技讯北京时间1月26日消息,据国外媒体报道,在另一个宇宙中,时间的流逝或许和我们已知的方向相反;我们已知的过去或许就存在于另一个世界的遥远未来中。据英国《每日邮报》报道,两位分别来自加州理工学院和麻省理工学院的科学家近日提出,虽然“时间倒流”的概念不是他们首创,但他们的新理论可以基于更加简单的原理对该现象做出解释。
  这两位物理学家――加州理工学院的肖恩?卡罗尔(Sean Carroll)和麻省理工学院的阿兰?古斯(Alan Guth)――采用熵作为模型的基础,发展出一种显示多个时间箭头(arrows of time)同时出现的方法,并解释了它们如何以相反的方向流动。
  研究者解释称,在物理学定律中,时间流动的方向并不重要。因此,倒流的时间也可以和物理定律和谐共存。尽管我们已经习惯于某种特定的次序,即由一个事件引发另一个事件,但卡罗尔称:“从深层次来说,原因并不一定就在结果之前。”
  在我们所知的时间概念中,熵――表示体系混乱程度的指标――是不断增加的。在宇宙尺度上,这意味着“未来是时间的方向,熵随时间增加”。研究者解释称,在宇宙诞生早期的某个节点,如大爆炸发生的时候,熵比现在低得多。
  在新的模型中,研究者将固定数量的粒子投入到一个无限的宇宙(称为“无限云”)中。这些粒子每个都具有随机分配的速率,并且最终会同时产生时间箭头。在这样的条件下,一半的粒子会向着无限云的边缘移动,使熵增加;另一半粒子则朝中心处移动,使熵减少。一旦这些粒子穿过中心,它们不会停下来,而是继续向无限云的边缘移动。
  研究者将这一概念称为“双头型时间箭头”。如果一个时间箭头出现在某个方向上,那在相反方向上也会出现时间箭头。如果不考虑初始位置,这些粒子最终的方向都会朝向外部。模型还显示,熵可以无限增加,表明“时间零点”将是熵最低的时刻。这意味着单个时间箭头的方向不再重要,因为“无限云”一直在膨胀。
  “阿兰和我试图要说明的是,宇宙中几乎每个地方都存在某种明显的时间箭头,这是非常自然的,”卡罗尔在接受采访时说,“当然,你会努力使这一切变得有现实感,使其看起来更像我们的宇宙。这似乎才是最难的部分。”
  研究者称,这一模型可以适用于所有的存在,包括多重宇宙。他们的研究目前还未发表。不过,也有科学家对此持保留意见。加州大学戴维斯分校的安德烈亚斯?阿尔布雷克特说:“他们创造了一个可以很容易将某些特定概念塞进去的世界。”
  为了使模型具有可行性,研究者还需要解释初始状态时缺失的信息。粒子被投入无限云之中的时候,每个粒子的时间箭头同时产生,而熵也在同时增加和减少。但是,根据目前已知时间概念的物理学基础,我们很难确定不同条件下时间的行为。(任天)
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平行宇宙若存在 可解释量子力学的“怪事”
12月18日消息,据媒体报道,近日,德克萨斯州理工大学比尔&普瓦里埃教授提出了一个理论,不仅假定了平行宇宙的存在,同时也发现它们之间还存在相互作用,这一现象能够解释量子力学中的一些&怪事&。
我们的宇宙可能由无数个可能性时空构成,无数个宇宙中每个宇宙彼此互为平行宇宙
平行宇宙的理论认为我们的宇宙可能由无数个可能性时空构成,无数个宇宙中每个宇宙彼此互为平行宇宙,这些世界几乎没有交集,每个事件都可能产生出无数个可能性结果,它们分别对应着每个平行宇宙,因此关于平行宇宙的研究也处于进展之中。
其实,比尔&普瓦里埃教授在四年前就已经提出过类似的想法,但其他物理学家在最近才开始构思这个框架,计算结果表明其在数学上是可行的。量子力学是物理学中最为神奇的学科,从微观尺度上解释了宇宙的运行情况,科学家也通过量子理论来解释亚原子粒子所表现出的波粒二象性,并通过波函数对微观粒子的行为进行描述。
物理学家认为一旦我们对一个粒子进行测量行为,我们就无法同时获得精确的位置与速度信息,而休&埃弗雷特是第一个提出多元宇宙解释的物理学家,他在20世纪50年代公布了多世界理论,用于解释量子力学的怪异现象,但该理论在学术界并不受欢迎。现在,许多物理学家投身于研究多元宇宙和平行宇宙理论,提出了许多可能性的理论来解释量子力学。有趣的是,量子力学已经存在一个多世纪了,直到今天仍然存在争议。
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