多元宇宙是真实的吗？ “一切都在同一时间”背后的科学

多元宇宙存在吗？ 我们的宇宙是众多宇宙中的一个吗？ 多元宇宙是热门电影中的关键情节装置 无处不在的一切- 在第 95 届奥斯卡颁奖典礼上大获全胜 - 一位中国移民在其中探索平行宇宙，在那里她过着完全不同的生活。

但是多元宇宙有任何科学依据吗？

在电影中，杨紫琼饰演的王伊芙琳在平行宇宙中与自己的多个版本相连，以防止多元宇宙被毁灭。 牵强附会吗？ 当然！ 但现在，宇宙学家正试图弄清楚是否存在一组相互平行的多个宇宙，以及它们是否适合居住。

什么是多元宇宙？

这是来自宇宙学家和量子理论家的一揽子想法，即我们的宇宙可能不是唯一的宇宙，它可能与其他多个宇宙共享一个更高的结构。 “一些人认为，我们宇宙早期阶段的暴胀爆发可能是永恒的，各个宇宙从中结晶出来，每个宇宙都有自己独特的物理定律，”说 杰兰特·刘易斯 澳大利亚悉尼大学天体物理学教授，着有 “宇宙从何而来？ 和其他宇宙问题” 在这种对多元宇宙的宇宙学解释中，与我们自己平行的其他宇宙——如果它们存在的话——可能有也可能没有维持生命的能力。

当然，我们宇宙中的那次暴涨是我们的宇宙从一个又热又密的点——大爆炸中出现的关键证据。 然而，大爆炸之前发生了什么——以及其他宇宙是否可能与我们自己的宇宙同时被创造——是完全未知的。

关于多元宇宙的常见误解

其他宇宙的证据为零。 所以关于多元宇宙的最大误解是它是一个已经被证明的真实理论。 “它不是——它并没有真正的数学基础——它是思想的集合，”刘易斯说。 “在科学的循环中，它仍处于假设阶段，需要成为一个强有力的命题，然后我们才能真正理解其后果。”

斯蒂芬·霍金 (Stephen Hawking) 于 2018 年去世前的最后一个理论之一预测宇宙是有限的，并且比目前许多关于大爆炸的理论所说的要简单得多。 这对多元宇宙范式有影响。 “我们并没有归结为一个单一的、独特的宇宙，但我们的发现意味着多元宇宙的显着减少，可能宇宙的范围要小得多，” 说过 霍金。

2020年诺贝尔奖获得者罗杰·彭罗斯爵士 声称 一个更早的宇宙存在于大爆炸之前，并且今天仍然可以作为宇宙微波背景 (CMB) 上的疤痕被观察到。 CMB 是充满我们宇宙的超长波长微波辐射的微弱光芒，它是大爆炸本身证据的关键部分。 A 相似假设 去年，宇宙学家劳拉·梅尔西尼-霍顿 (Laura Mersini-Houghton) 提出了彭罗斯的理论。 两者都是有趣的理论，但都没有得到证实。 目前，多元宇宙仍然是一个绝妙的想法，但仅此而已。

多元宇宙能被证明吗？

据我们目前的理解，不，这就是为什么对多元宇宙的讨论会被一些科学家嘲笑。 但这并不意味着它有一天不能成为一种科学理论。 “我们不知道它是否可以测试，”刘易斯说。 “一旦我们掌握了数学，我们将有机会看看我们是否能够检测到其他宇宙的存在……目前我们不知道我们走的是哪条路。” 科学需要的是一种数学理论来检验。 它还没有一个。

是否可以在平行宇宙之间跳跃？

如果它们确实存在，那么肯定可以在平行宇宙之间旅行。 为什么不？ “我确实想知道所有宇宙潜在的复杂几何形状是否意味着它们可以通过虫洞等以某种方式连接起来，”刘易斯说。 “这意味着可以推断出它们的存在，甚至可以在宇宙之间旅行。”

然而，关于在平行宇宙之间跳跃的想法——更不用说在其中看到或遇到其他版本的我们自己了——有点太好莱坞了。 毕竟，如果实际上有无数个平行宇宙，而且它们都是没有生命的呢？ 这是多元宇宙科学开始研究的领域。

多元宇宙是否适合生命存在？

好莱坞可能会满足于想知道如果有人做出不同的人生决定，在平行宇宙中会发生什么。 宇宙学家更感兴趣的是，如果存在其他宇宙，它们的物理定律是否可能与我们的不同。 他们还能承载生命吗？ 这是关于多元宇宙预测的新工作的核心问题，最近的工作是 出版 这个月。 “我们已经知道，物理定律的一些变化会迅速导致宇宙死寂和贫瘠，”合著者刘易斯说。

那么，我们是否幸运地生活在一个可以形成能够承载生命的星系的宇宙中？ 没那么简单。 “有一个想法—— 稀土假说——即使我们的宇宙显然适合居住，但生命存在的条件却极其稀少，”刘易斯说。 他与同事一起，从恒星中产生的元素、它们在宇宙中的分布方式，以及发生的化学反应，分析了我们宇宙中数十亿年的元素处理过程。 结果表明，碳与氧的比例——由恒星内部的核反应决定的比例——似乎特别重要。 这两个要素的平衡也是如此，尽管其他要素似乎不那么重要。

刘易斯说：“有些研究星系宜居性的人认为，星系外缘的生命可能极为罕见，因为那里根本没有足够的元素产生生命。” 因此，如果我们宇宙的某些部分不适合居住，那么其他宇宙的部分——甚至可能是整个——也将不适合居住。 然而，如果在我们宇宙中这些所谓的不适合居住的区域发现了生命，那么突然之间，所有地方（所有的地方）都会发生变化。 刘易斯说：“如果我们发现生命在许多这样的环境中很常见——这本身就是一个重大故事——那么这就表明生命应该可能存在于多元宇宙的大片地带。”

多元宇宙理论有前途吗？

多元宇宙的运用 无处不在的一切 取得了巨大的成功，但这个概念本身距离成为公认的科学理论还有很长的路要走。 “所有好的科学都始于一个（有时是古怪的）想法，”刘易斯说。 “但通往死胡同的道路也是如此。”

愿你晴空万里，大眼睛。