多元宇宙解释(多元宇宙是真的吗)
多元宇宙是理论上无限或有限的可能宇宙的集合,包括存在的和可能存在的一切:所有的空间、时间、物质、能量以及描述它们的物理定律和常数。多元宇宙中包含的宇宙称为平行宇宙。一般来说,平行宇宙是指可能存在于我们的宇宙之外,与我们所知道的宇宙相似的其他宇宙。很少有理论物理学家相信存在不同状态的生命多元宇宙。
在多元宇宙的概念中,多个独立的宇宙相互分离,存在于一个始终在膨胀的宇宙海洋中。
艺术家用对数标度测量哈勃的体积。值得注意的是,我们受限于火热大爆炸以来的时间范围:138亿年。
据报道,想象一下,我们自始至终观察到的宇宙,只是宇宙海洋中的一滴水。除了我们观测到的宇宙,还有更多的空间,更多的恒星,更多的星系,更多的天体,可能距离地球数十亿光年。同时,不可观测的宇宙和现在的宇宙一样大,类似的宇宙数不胜数。他们或大或小,或老或少,分散在更大的空间里。
随着空间的急剧膨胀,驱使宇宙相互分离,同时也保证了不会有两个宇宙相遇。这听起来像是一部关于& ldquo多宇宙& rdquo但是,如果我们今天所认知的科学理论是正确的,它不仅是有理有据的观点,而且是科学基本规律的必然结论。
多元宇宙的观点起源于我们今天看到并生活在其中的宇宙的物理现象。在天空中我们看到的任何区域,我们看到的恒星和星系聚集在一起,形成一个巨大的宇宙网络。我们发现离我们越遥远的星系越年轻,它们的演化非常少。星系中的恒星含有较少的重元素,它们看起来更小,很少有合并事件。这里螺旋星系多,椭圆星系少。通常情况下,椭圆星系需要大量的时间来合并和形成。如果我们观测到的宇宙符合空间极限,我们会发现这个宇宙中最早的恒星,同时存在一个黑暗的区域,那里唯一的光来自BIGBANG的残余辉光。
但是发生在138亿年前的大爆炸,并不是空间和时间的开端,而是我们观测到的宇宙的开端。在这之前,有一个人叫& ldquo宇宙膨胀& rdquo新时代,空间本身呈指数膨胀,时空结构充满内在能量。宇宙的膨胀理论是之前理论出现和更替的一个例子。理由如下:第一,与BIGBANG的所有成功理论一致,涵盖了所有现代宇宙学理论;第二,宇宙的膨胀理论解释了很多大爆炸解释不了的问题,比如:为什么宇宙各处温度保持不变;为什么宇宙可以这么平;以及为什么宇宙中没有磁单极这样的高能剩余;第三,宇宙的膨胀理论做出了许多不同类型的新预言,这些预言都可以通过观测得到验证,而且大部分都得到了证实。
但是,宇宙膨胀预言的一个结论是,我们不知道是否能确认多元宇宙的存在。宇宙膨胀是空间以指数增长的速度快速膨胀,这种膨胀会发生在热大爆炸之前,宇宙会膨胀得更大,远远超过之前的体积。到目前为止,宇宙的膨胀是正常的,这将解释如何形成一个平衡的大空间。当膨胀结束时,宇宙将充满物质和辐射,这就是我们所看到的热大爆炸。然而,这里有一些奇怪的现象。为了结束宇宙的膨胀,无论量子场是什么,都必须从高能不稳定状态下降,导致宇宙从膨胀状态过渡到低能平衡状态。这种转变,以及从& ldquo高枫& rdquoTo & ldquo低谷& rdquo变化会导致宇宙从发生到终止的膨胀,形成热大爆炸。
但无论哪一个作用场对宇宙的膨胀都是决定性的,就像其他所有的作用场都必须遵循物理定律一样,它必须是一个天然的量子场。像所有量子场一样,它由波函数描述,并可能像波一样随时间传播。如果作用场的值从峰值开始下降的速度非常慢,就意味着它可能会随着时间的推移逐渐走向终结,逐渐迎来大爆炸。
由于膨胀过程中空间以指数速度快速膨胀,意味着随着时间的推移,许多空间迅速形成,以指数速度出现。在某些空间区域,膨胀将会告一段落:作用场将会降低到一个低点。但在其他区域,扩张将继续,导致扩张结束的每个区域周围的空间越来越大。这个膨胀速度比一个充满物质和能量的宇宙的最大膨胀速度要快得多,所以在很短的时间内,膨胀部分就接管了一切。按照这个可行的机制,完全膨胀可以创造出我们今天看到的宇宙,我们周围有更多的空间。在膨胀结束的宇宙周围,其他空间的膨胀并没有立即停止。
这就是所谓的& ldquo永恒扩张& rdquo现象的起源,在空间膨胀结束的区域,会产生一个炽热的大爆炸和一个宇宙。但是在扩张没有结束的区域,会有更多的扩张空间。这样一来,一些区域就会产生,热的大爆炸就会离我们很远。与此同时,其他领域将继续扩大。
这个更大的宇宙,远远大于我们观测到的宇宙,在这个指数膨胀的空间中不断被创造出来,这就是多元宇宙的意义。认识到多元宇宙本身并不是一个科学理论是非常重要的。它无法预测任何可观测的现象,更准确地说,多元宇宙是一种理论预测,它来自于物理定律,甚至它是一个物理定律的必然结论:如果存在一个由量子物理主导的膨胀宇宙,它的膨胀必然会结束。
在大爆炸之前理解这种情况大概是不正确的,我们关于宇宙膨胀的理论是完全错误的。如果是这样,那么多元宇宙的存在并不是必然的结论。然而,如果一个永恒膨胀状态的预言是正确的,无数个小宇宙将不断诞生,并驱动它们相互分离。
那么什么是多元宇宙呢?它可能会超越物理,成为我们遇到的第一个物理动机& ldquo玄学& rdquo。这是我们第一次理解宇宙所表达的极限概念。有我们需要的信息,但我们永远得不到。在此之前,我们可以预测,但我们既不能验证,也不能反驳。事实上,我们的宇宙只是一个更大领域的一小部分& mdash& mdash多元宇宙。
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