【俗說宇宙】宇宙外面是什么？如何去到平行宇宙？（文字版）

12345csdms 2022-07-24 發(fā)布于湖南

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原創(chuàng) Linvo Linvo說宇宙 2022-07-24 18:00 發(fā)表于湖南

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上回說到，在我們的可觀測宇宙之外，是和我們這個宇宙差不多的地方。只是它們距離我們非常非常遠，遠到它們從一開始發(fā)出的光子的飛行速度，就已經(jīng)趕不上宇宙空間膨脹的速度了。而它前面的空間還在以指數(shù)級進行膨脹，所以它們的影像永遠也傳不到我們這來了。如果那些地方有外星人的話，不僅它們位于我們的可觀測宇宙之外，同樣，對于它們來說，我們也處于它們的可觀測宇宙之外。

但是無論是人類還是那些外星人，大家其實仍然處于同一個宇宙空間之中，我們暫時就叫它“本宇宙”。很明顯，本宇宙是一個遠大于可觀測宇宙的結構。前面說宇宙形狀的時候說過，根據(jù)對可觀測宇宙的曲率測量，如果本宇宙是封閉的球形，那么接近零曲率的這個測量結果，意味著可觀測宇宙相較于本宇宙來說，就像腳下的這片平地相較于地球。

那么本宇宙還有沒有外面呢？它的外面會是什么樣呢？

不知道大家還記得暴脹理論嗎，之前專門做過一期。作為傳統(tǒng)大爆炸理論的2.0版本，暴脹理論重點解決了兩個問題：

1、為什么宇宙如此均勻；2、為什么宇宙如此平坦。

暴脹理論解決這些問題的方法是：假定在宇宙誕生之初，宇宙經(jīng)歷了一次極其夸張的快速膨脹過程：從10^-36秒開始，只用了10^-33秒的時間，宇宙自身膨脹了10^26倍（也就是100億億億倍），相當于是從一個原子瞬間膨脹到一整個星系的規(guī)模！

暴脹理論模型

在這之后暴脹就停止了，空間膨脹的速度迅速慢了下來。接下來各種基本粒子、原子以及背景輻射開始登場。其實這個時候，才是我們所謂的“大爆炸”開始。換句話說：“大爆炸”其實并不是宇宙的開端，相反它只是宇宙“暴脹”的結束。這就是為什么之前一直強調：大爆炸理論并不是描述宇宙誕生的理論，它只是描述宇宙如何演化的理論。

大爆炸模型

傳統(tǒng)觀點認為，起初的暴脹顯然已經(jīng)結束了，不然也不會演化出今天的宇宙萬物。但是宇宙學家們通過對暴脹理論的進一步研究認為，這個所謂的暴脹似乎根本沒有停止，而且也永遠不會停止。

這種理論認為：今天的本宇宙，僅僅只是整個暴脹區(qū)域中那一小塊兒已經(jīng)停止暴脹的部分。而對于整個暴脹區(qū)域來說，它永遠有正處于暴脹狀態(tài)的地方，整體上也會永遠地暴脹下去，這就是“永恒暴脹”理論。

對于整個永恒暴脹區(qū)域來說（我們暫時叫它“永恒暴脹宇宙”吧），每當它里面有一份空間停止暴脹時，就會伴隨出現(xiàn)另外兩份繼續(xù)暴脹的空間。而對于另外兩份空間來說，每當其中有一個停止了暴脹，那么它則會再次產(chǎn)生兩份額外的空間，繼續(xù)暴脹下去。如此一來，整個過程將無休無止。

所以，在我們和那些外星人所在的本宇宙之外，存在兩種區(qū)域：

1、仍然處于暴脹的區(qū)域；2、其他的已經(jīng)停止暴脹的區(qū)域。

暴脹中的空間由于仍未發(fā)生相變，內部仍然是暴脹場，充滿了原始的暴脹物質，所以可以認為這里沒有任何我們熟悉的東西。但是對于那些和本宇宙類似，同樣也是停止了暴脹的空間，它們則可以認為是本宇宙的平行宇宙，這就是泰格馬克所說的“第二層平行宇宙”。

這些第二層平行宇宙和上次說的可觀測宇宙之外的第一層平行宇宙相比，它們有什么區(qū)別呢？

首先，第一層平行宇宙雖然距離我們很遠，但是它們和我們仍處于同一個宇宙空間之中（也就是都在本宇宙中）。雖然正常情況下，我們無法抵達其他平行宇宙，不過如果考慮“非正常手段”，理論上我們仍然有到達的可能。

我們知道，第一層平行宇宙我們去不了，歸根結底還是光速限制，就是說你無論如何也無法超光速運動。那如果我們突破了光速限制，原則上就可以到達其他平行宇宙。欸，方法你可能已經(jīng)想到了，比如曲速引擎或者蟲洞。

蟲洞

這類方式由于是通過空間壓縮或折疊的方法，而不是真實的運動，所以可以不受相對論制約。此外，如果你能讓宇宙停止加速膨脹（不需要完全停止，只需要停止加速即可），那么就像“螞蟻和橡皮繩悖論”那樣，只要你有足夠多的時間，你也可以到達目的地。

螞蟻和橡皮繩悖論

但是，如果你的目的地是第二層平行宇宙，那么這些方法將無能為力。那些地方雖然和我們處于同一個“永恒暴脹宇宙”中，但是對于和我們本宇宙類似的這些“子宇宙”來說，它們之間由于隔著暴脹區(qū)域，可以認為距離是無限遠的。這些子宇宙就像是一個個孤島，它們之間永遠無法互通。

除了能不能到達的問題，這兩層平行宇宙還有個很大的區(qū)別，就是樣貌。

第一層平行宇宙除了有著和我們相同的物理定律外，它們的物理常數(shù)也和我們一樣，唯一不同的僅僅是物質的分布這些初始條件。但是對于第二層平行宇宙來說，它們雖然也有著和我們一樣的基本物理定律，但是它們經(jīng)歷了不同的相變，可能有著完全不同的物理常數(shù)。比如暗能量的占比不同；四大基本力的強度不同；基本粒子的質量也和我們的世界不同等等。

這些物理常數(shù)不僅決定了每個子宇宙的樣貌，同時它也決定著這些子宇宙的命運。這些常數(shù)哪怕只是微調一點點，都將讓宇宙的樣貌天翻地覆。很多子宇宙因為這些“系統(tǒng)設置”問題，甚至根本無法通過“大爆炸”形成穩(wěn)定的空間和物質。這些子宇宙中的絕大部分，都會因為“爆得不夠好”而“慘遭淘汰”。

擁有不同樣貌和結局的子宇宙

反觀我們的宇宙，各種參數(shù)設置的恰到好處，這才讓我們的宇宙誕生了世間萬物，以及今天的文明。至于這究竟是一種“人擇原理”的巧合，還是“某種力量”的有意為之，這個問題顯然已經(jīng)超出了科學范疇。

無論是第一層平行宇宙還是第二層平行宇宙，平行宇宙作為暴脹理論的預言，它本身只是一種實體，而非科學理論。而且科學理論的特點是可證偽，顯然平行宇宙這種東西，現(xiàn)實中也無法去檢驗。但是作為一種預言，如果我們能夠對提出它的暴脹理論做檢驗的話，某種層面上來說，這也是對平行宇宙真實性的一種檢驗。

就像愛因斯坦的廣義相對論，它不僅預言了光線彎曲、引力鐘慢效應、水星進動誤差這類問題，此外還進一步提出了黑洞、引力波這些在當時看來完全不著調的東西。可是隨著廣義相對論的預言被一個個的驗證，原本那些看似不著調的東西，越來越多的人開始相信它們或許真的存在。最后結果我們也都看到了，今天的EHT和LIGO都用足夠有力的證據(jù)證實了黑洞和引力波確實真的存在。