多元宇宙是真實的嗎？ “一切都在同一時間”背後的科學

多元宇宙存在嗎？ 我們的宇宙是眾多宇宙中的一個嗎？ 多元宇宙是熱門電影中的關鍵情節裝置 無處不在的一切- 在第 95 屆奧斯卡頒獎典禮上大獲全勝 - 一位中國移民在其中探索平行宇宙，在那裡她過著完全不同的生活。

但是多元宇宙有任何科學依據嗎？

在電影中，楊紫瓊飾演的王伊芙琳在平行宇宙中與自己的多個版本相連，以防止多元宇宙被毀滅。 牽強附會嗎？ 當然！ 但現在，宇宙學家正試圖弄清楚是否存在一組相互平行的多個宇宙，以及它們是否適合居住。

什麼是多元宇宙？

這是來自宇宙學家和量子理論家的一攬子想法，即我們的宇宙可能不是唯一的宇宙，它可能與其他多個宇宙共享一個更高的結構。 “一些人認為，我們宇宙早期階段的暴脹爆發可能是永恆的，各個宇宙從中結晶出來，每個宇宙都有自己獨特的物理定律，”說 傑蘭特·劉易斯 澳大利亞悉尼大學天體物理學教授，著有 “宇宙從何而來？ 和其他宇宙問題” 在這種對多元宇宙的宇宙學解釋中，與我們自己平行的其他宇宙——如果它們存在的話——可能有也可能沒有維持生命的能力。

當然，我們宇宙中的那次暴漲是我們的宇宙從一個又熱又密的點——大爆炸中出現的關鍵證據。 然而，大爆炸之前發生了什麼——以及其他宇宙是否可能與我們自己的宇宙同時被創造——是完全未知的。

關於多元宇宙的常見誤解

其他宇宙的證據為零。 所以關於多元宇宙的最大誤解是它是一個已經被證明的真實理論。 “它不是——它並沒有真正的數學基礎——它是思想的集合，”劉易斯說。 “在科學的循環中，它仍處於假設階段，需要成為一個強有力的命題，然後我們才能真正理解其後果。”

斯蒂芬·霍金 (Stephen Hawking) 於 2018 年去世前的最後一個理論之一預測宇宙是有限的，並且比目前許多關於大爆炸的理論所說的要簡單得多。 這對多元宇宙範式有影響。 “我們並沒有歸結為一個單一的、獨特的宇宙，但我們的發現意味著多元宇宙的顯著減少，可能宇宙的範圍要小得多，” 說過 霍金。

2020年諾貝爾獎獲得者羅傑·彭羅斯爵士 聲稱 一個更早的宇宙存在於大爆炸之前，並且今天仍然可以作為宇宙微波背景 (CMB) 上的疤痕被觀察到。 CMB 是充滿我們宇宙的超長波長微波輻射的微弱光芒，它是大爆炸本身證據的關鍵部分。 A 相似假設 去年，宇宙學家勞拉·梅爾西尼-霍頓 (Laura Mersini-Houghton) 提出了彭羅斯的理論。 兩者都是有趣的理論，但都沒有得到證實。 目前，多元宇宙仍然是一個絕妙的想法，但僅此而已。

多元宇宙能被證明嗎？

據我們目前的理解，不，這就是為什麼對多元宇宙的討論會被一些科學家嘲笑。 但這並不意味著它有一天不能成為一種科學理論。 “我們不知道它是否可以測試，”劉易斯說。 “一旦我們掌握了數學，我們將有機會看看我們是否能夠檢測到其他宇宙的存在……目前我們不知道我們走的是哪條路。” 科學需要的是一種數學理論來檢驗。 它還沒有一個。

是否可以在平行宇宙之間跳躍？

如果它們確實存在，那麼肯定可以在平行宇宙之間旅行。 為什麼不？ “我確實想知道所有宇宙潛在的複雜幾何形狀是否意味著它們可以通過蟲洞等以某種方式連接起來，”劉易斯說。 “這意味著可以推斷出它們的存在，甚至可以在宇宙之間旅行。”

然而，關於在平行宇宙之間跳躍的想法——更不用說在其中看到或遇到其他版本的我們自己了——有點太好萊塢了。 畢竟，如果實際上有無數個平行宇宙，而且它們都是沒有生命的呢？ 這是多元宇宙科學開始研究的領域。

多元宇宙是否適合生命存在？

好萊塢可能會滿足於想知道如果有人做出不同的人生決定，在平行宇宙中會發生什麼。 宇宙學家更感興趣的是，如果存在其他宇宙，它們的物理定律是否可能與我們的不同。 他們還能承載生命嗎？ 這是關於多元宇宙預測的新工作的核心問題，最近的工作是 出版 這個月。 “我們已經知道，物理定律的一些變化會迅速導致宇宙死寂和貧瘠，”合著者劉易斯說。

那麼，我們是否幸運地生活在一個可以形成能夠承載生命的星系的宇宙中？ 沒那麼簡單。 “有一個想法—— 稀土假說——即使我們的宇宙顯然適合居住，但生命存在的條件卻極其稀少，”劉易斯說。 他與同事一起，從恆星中產生的元素、它們在宇宙中的分佈方式，以及發生的化學反應，分析了我們宇宙中數十億年的元素處理過程。 結果表明，碳與氧的比例——由恆星內部的核反應決定的比例——似乎特別重要。 這兩個要素的平衡也是如此，儘管其他要素似乎不那麼重要。

劉易斯說：“有些研究星系宜居性的人認為，星系外緣的生命可能極為罕見，因為那裡根本沒有足夠的元素產生生命。” 因此，如果我們宇宙的某些部分不適合居住，那麼其他宇宙的部分——甚至可能是整個——也將不適合居住。 然而，如果在我們宇宙中這些所謂的不適合居住的區域發現了生命，那麼突然之間，所有地方（所有的地方）都會發生變化。 劉易斯說：“如果我們發現生命在許多這樣的環境中很常見——這本身就是一個重大故事——那麼這就表明生命應該可能存在於多元宇宙的大片地帶。”

多元宇宙理論有前途嗎？

多元宇宙的運用 無處不在的一切 取得了巨大的成功，但這個概念本身距離成為公認的科學理論還有很長的路要走。 “所有好的科學都始於一個（有時是古怪的）想法，”劉易斯說。 “但通往死胡同的道路也是如此。”

願你擁有晴朗的天空和睜大的眼睛。