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多重宇宙

我們的宇宙是唯一的嗎?就像我們找的到無數顆行星、恆星那樣,有沒有可能,在遙遠的、我們無法觸及的地方,存在另一個宇宙?其實,科學界中不少人正討論著,其他宇宙和我們所在的宇宙同時存在的可能性,而這個理論被稱為「多重宇宙」。

  其實,科學界中不少人正討論著,其他宇宙和我們所在的宇宙同時存在的可能性,而這個理論被稱為「多重宇宙」。藉由近代發展出的量子力學與相對論,「多重宇宙」的概念才逐漸冒頭,直到現在,科學家已經發展出五種多重宇宙模型。

   為什麼會認為宇宙可能有很多個呢?這就要從大霹靂開始說起了:在137億年前,一個溫度極高、密度極大的點,突然急速擴張變成一個三維空間,能量密度也在這樣的宇宙膨脹中逐漸降低,成為了我們現在偵測到的3 K微波背景輻射。但是,問題來了,當大霹靂發生時,只有我們所在的這個宇宙被創造出來嗎?

大霹靂學說[1]

第一種說法是「無限宇宙」(Infinite universe)



  目前科學家還不能確定要如何描述時間的樣子,只能合理推測它是平面的,像是坐標軸一樣向外無限延展;相對的,空間與時間中的所有粒子只有有限的排列、分布方式,最簡單的計算方式是:計算在哈伯體積下的質子數量,再計算質子所有可能排列方式,得到一個能容納哈伯體積中所有可能性的體積,那麼在這個體積之外,每個宇宙會不斷重複出現。簡單的說,在時間軸無限延伸的狀況下,宇宙視界(觀測者能觀察到的範圍)之外,每個宇宙必然重複出現。

時間軸無限延伸下,宇宙不斷重複出現 [2]

第二種說法是「泡沫宇宙」(Bubble universes)

  在大霹靂發生之後的暴脹理論告訴我們,空間會不斷向外伸展、永遠膨脹下去。在暴脹理論成立之下,空間加速膨脹、但各處的膨脹速率可能不一樣,某些地方停止膨脹、有些地方繼續膨脹,膨脹的地方就會形成類似泡泡的宇宙,而在宇宙內部,同樣有地方停止膨脹、有地方繼續膨脹,而停止膨脹的地方就會粒子聚集,形成星系、恆星……等。

  而空間中每個「泡泡」形成的初始條件、甚至物理特性都不同,因此所構成的每個宇宙,基本定律與常數自然大相逕庭。

泡沫宇宙 [3]

第三種說法是「平行宇宙」(Parallel universes)

  平行宇宙的發想出自於高維度與低維度之間的關係。舉例來說,我們可以在一張紙(二維)上,畫上無限條直線(一維);而在三維空間中,也能塞下無數個二維平面,以此類推;而我們的宇宙是由三維空間加上一維時間,說不定在更高維度時空中,漂浮著和我們所在的宇宙相同維度的其他宇宙。

  我們再回到一剛開始的想像:一張紙上能夠畫上無限條直線,這些直線對直線本身來說,都是一維空間,但是對於紙來說,直線若不平行,便會在紙面相交;對宇宙來說也是如此,更高維度中,平行宇宙不一定是「平行」的,平行宇宙可能會互相衝撞,造成新的一次大霹靂,宇宙重新開始。

平行宇宙 [4]

第四種說法是「量子多重宇宙」(Daughter universe)。

  這是由量子力學衍伸出來的多重宇宙理論。量子力學告訴我們,世界是由機率所組成,而非特定的結果,也就是說,每個事件都有一定的發生機率。若採用量子多重宇宙的觀點,宇宙會在選擇的岔口分裂成數個子宇宙,而每個子宇宙的觀測者都會認為其他種選擇結果是不正確的,自己所見才是真實。

  舉例來說,一個觀測者要選擇向左走還是向右走,宇宙會分裂成兩個宇宙──觀測者向左走、觀測者向右走,當他選擇向左走時,就會認為向右走的子宇宙是不正確的,相信自己是向左走。

量子多重宇宙 [5]

第五種說法是「數學宇宙」(Mathematical universes)

  數學究竟是一種簡易描述宇宙的工具,還是它代表著真實呢?如果我們對宇宙的描述,都只是數學本質的呈現,那麼數學結構就會是宇宙形成的模樣了。

鐵馬克所撰寫之數學宇宙一書 [6]



原始資料:

翻譯自:https://www.space.com/18811-multiple-universes-5-theories.html



參考資料:

http://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?Unit=featurearticles&id=3458

https://www.space.com/32728-parallel-universes.html



圖片來源:

[0] https://www.forbes.com/forbes/welcome/?toURL=https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2016/11/18/is-there-another-you-out-there-in-a-parallel-universe/&refURL=https://www.google.com.tw/&referrer=https://www.google.com.tw/

[1] http://whiskeyfire.typepad.com/whiskey_fire/2014/03/ripples-in-the-fabric-of-space-time.html

[2] https://www.space.com/18811-multiple-universes-5-theories.html

[3] https://www.space.com/18811-multiple-universes-5-theories.html

[4] https://www.space.com/18811-multiple-universes-5-theories.html

[5] https://cosmicphysics.wordpress.com/2016/07/14/mother-daughter-universe-theory-3rd-theory-and-evidence-of-the-multiverse-cosmic-natural-selection/

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Our_Mathematical_Universe



 

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