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特别策划

发布时间:2015-02-03


■ 天外有天,你外有你,物理世界竟然如此离奇?!
也许宇宙并不惟一,而是有无数个—这一匪夷所思的假设是当今物理学研究的热门话题。根据这一假设,我们生活的宇宙之外的其他宇宙被称为"平行宇宙"。
美国麻省理工学院的马克思·泰格马克教授是平行宇宙研究领域的权威,他提出了一个更加令人难以置信的观点:在某一个平行宇宙里存在着"另一个你"—无论是外形,还是性格都与你一模一样。
实际上,有关平行宇宙的假设并非无稽之谈,它的背后有物理学说作支撑。暴胀理论是构成现代宇宙学的基石,量子论则是现代物理学的基础理论,它们都预言在我们的宇宙之外存在着其他的宇宙。
下面,就让我们一起尽情畅游不可思议的平行宇宙吧。

在我们的宇宙之外,可能还存在着无穷多个宇宙,它们平行共处,互不干涉
我们生活的宇宙并非惟一,只不过是无数个宇宙中的一个,这是科幻小说中经常出现的情节。近年来,众多理论物理学家和宇宙论研究者却在严肃而认真地研究这一假设,并试图找到证据来证明它的真实性。这就是"多重宇宙※1 "(multiverse)或"平行宇宙※2 "(parallel universe)。
平行宇宙的"层次结构"
美国麻省理工学院物理学教授马克思·泰格马克(Max Tegmark)博士(右图)依照自己独特的观点,最终将平行宇宙分为四个层次。
平行宇宙的层次结构类似于"个人→城市→省份→国家"这样的关系。众多的市民组成了城市,多个城市组成了省份、多个省份组成了国家。
平行宇宙也是一层层组成的。首先,存在着无数个与我们生活的宇宙相同的"第一层平行宇宙"。然后,所有的第一层平行宇宙组成了一个更大的宇宙—这就是第二层平行宇宙,而它的数量也是无穷多个。以此类推,同样存在着无数个第三层平行宇宙和第四层平行宇宙。从下页开始,我们将从第一层平行宇宙开始依次进行详细介绍。
用望远镜可观测到的区域只不过是有限的一小块
天文观测的结果证明,我们生活的宇宙一直在膨胀。宇宙的膨胀使得所有星系都在彼此相互远离,而且离得越远,离去的速度越快。空间的不断膨胀同时也意味着,时间越往早前倒推,宇宙的体积越小※。
举例说明,如果测量出汽车现在的速度的话,我们就能倒推出它是在多少秒前出发的。同样,如果从宇宙现在的膨胀速度往前逆向计算的话,就能推算出在宇宙膨胀前,必然有一个时刻半径是0,也就是说,找到宇宙诞生的瞬间。根据这种方法,科学家得出结论:宇宙已经存在了大约138亿年,即宇宙是在距今约138亿年前诞生的。
在宇宙里看不到"视界"以外
宇宙的历史是"有限的",这是讨论宇宙问题至关重要的一点。另外,光在有限的时间内行进的距离当然也是有限的。光的行进速度非常快,每秒30万公里(1秒钟绕地球7圈半)。对我们来说,这已经是一个非常惊人的速度了。尽管如此,光在宇宙诞生之后的138亿年里所行进的距离依然是"有限"的,绝非"无限"的。
也就是说,我们用望远镜借助于光线(电磁波)能够观测到的范围只不过是整个宇宙空间中有限的一块罢了。科学家认为,在可观测区域之外肯定存在着其他的天体,只是它们发出的光线至今仍未到达地球。"在宇宙诞生之后的138亿年里,光线到达地球的范围"才是"可观测区域"。
正如我们把地球的"边界"称为"地平线"(horizon),科学家将能够观察到的宇宙"边界"称为"宇宙的地平线",或宇宙视界。


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