多重宇宙是科幻还是科学？科学家带你走进多重宇宙

昨天，我们谈了暴胀理论，我们知道，暴胀理论能够解释大爆炸假说一些非常奇怪的性质，并且，现在暴胀理论已经成为宇宙学研究领域的典范。暴胀理论帮助人们建立全新的宇宙观，那么它跟我们几天的主角“多重宇宙”又有什么关系呢？

多重宇宙

暴胀与多重宇宙

建立这一全新宇宙观的另一个关键因素来自弦论——“万物理论”的最佳候选者。如果仅仅从数学的角度来看，弦论允许众多具有不同物理性质的泡泡宇宙存在。在不同的泡泡宇宙中，基本粒子质量、牛顿引力常数等自然界基本的常数也不尽相同。但是，将弦理论和暴胀结合起来，不难发现：不同类型的泡泡宇宙都有几率在空间出现。于是永恒暴胀的空间会不可避免地产生所有可能类型的泡泡宇宙。

这幅宇宙图景就是我们今天要谈的主题——多重宇宙，它解答了长久以来令人困惑的问题，即自然常数为何被精细调节得适于生命出现。原因就是，只有自然常数恰好允许生命进化的宇宙才会出现智慧生命。其他的泡泡宇宙也许一片荒芜，没有生命，更没有怨天尤人的人。

宇宙泡泡

多重宇宙是科幻还是科学

虽然，许多存在于科幻中的场景已经被科学实现，但是科幻需要基于科学，那么多重宇宙这个问题到底属于哪个范畴呢？

有写物理学家认为多重宇宙的说法并不可靠，因为物理学家的任何一个理论能否站得住脚，都取决于他的预测是否与实验数据相符。于是问题来了，我们该如何验证其他泡泡宇宙的存在呢？保罗·斯坦哈特和乔治·埃利斯等人认为，多重宇宙的说法并不科学，因为它没法被检验，就从理论上检验都没有可能。

事实上，多重宇宙图景还是很有可能被观测验证的。安尼东·阿圭雷、马特·约翰逊和马特·克莱班等宇宙学家提出，假如我们这个正在膨胀的宇宙与另一个宇宙泡泡发生碰撞，就会在宇宙微波背景辐射上留下痕迹——一个辐射密度或高或低的圆形斑点。如果能探测到与预测密度分布相符的斑点，就可以作为其它泡泡宇宙存在的直接证据。科学家已经开始了相关的研究，但也应该注意到，没有人能够保证在我们的宇宙视界内曾发生过类似的碰撞。

宇宙微波背景辐射

还有另一种方法，即利用多重宇宙的理论模型来预测我们这个宇宙其他区域的物理常数。但是因为这些常数的数值在各个泡泡宇宙中各不相同，所以我们难以做出准确的预测。尽管如此，我们仍然可以从统计学入手，，预测物理常数的取值最有可能被多重宇宙中的典型观测者观测到。对此，科学家提出了平庸原理，即假设我们是典型观测者，我们就能预测自己所在的泡泡宇宙中物理常数的可能取值。

这个方法曾经被用于研究真空的能量密度，也就是大家熟知的“暗能量”。美国物理学家史蒂文·温伯格就曾指出，在暗能量密度较大的区域，宇宙膨胀速率更快，物质无法结团并形成星系和恒星等结构，也就很难演化出典型观测者。科学家通过计算发现，大多数星系（存在大多数观测者）存在的区域，星系形成时期能量密度与物质密度接近。因此可以预测，我们存在的宇宙也会观测到相似的暗能量密度。

多元宇宙泡泡

大多数时候，物理学家们并不太认真对待这些想法。但是，20世纪90年代末的天文观测彻底颠覆了他们的观念，观测结果显示，宇宙暗能量密度与理论预期值十分接近。

多重宇宙虽然尚处于起步阶段，但是小编对它的前景抱有很大的期待，因为我们很难想象整个世界就只有我们的宇宙存在，相信未来的科学会给我们带来更意想不到的发现！

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