解读神奇的平行宇宙,我们的宇宙外面还有多少平行宇宙?

宇宙时空探索 2024-10-17 15:22:19

任何事物在时间的洪流中都保持着其独有的姿态,一旦我们掌握了精准的衡量尺度,它们的本质便能被我们所揭露,这是我们解码宇宙的基石。然而,量子物理的到来,却将这根基撼动,不复存在。宇宙在它的核心深处,被不确定性所缠绕。平行宇宙的理论指出,在每一次量子的交错舞步中,所有可能的成果都在某处落定,唯独一种映射在我们所能观察的宇宙里。而若条件适时,这些平行世界也将真实地存在。

设想一个实验,让电子、光子或是任何基本粒子穿越双缝的实验设置,你会观察到一幅干涉的图景。但前提是,你不曾探询它们究竟穿行了哪一道缝隙!

量子的不确定性,乃是宇宙的不移之基,然而我们如何诠释它,全在于我们自身的视角。若将电子射向双缝,你或期望它仅通过一缝或另一,然而宇宙的机理并非如此运作。相反地,电子如波一般,同时穿越双缝并与自身发生干涉。我们得到的是一个概率分布,它描绘了电子最终落点的可能位置,然而每一个电子仅在探测屏上留下一次撞击的印记。若排列成千上万的电子,一幅干涉的图案将逐渐显现。

电子穿越双缝的波动路径,每一次仅此一个。然而,若你试图测量电子究竟通过了哪一道缝隙,你便会破坏这一展示的量子干涉图案。

有许多自然过程,它们固有地充满了不确定性。有的是离散的:当一个粒子与它的反粒子相撞,诞生出两个光子,其中一个自旋朝上,另一个朝下,而它们的概率各占一半。而其他连续性的不确定性过程,如粒子与反粒子的碰撞,产生的两个光子将在粒子-反粒子的质心框架中,沿180度相反的方向飞散。但究竟这两个光子将选择何方,却是彻头彻尾的偶然。

粒子与反粒子的相互湮灭,会在相反方向释放出两个能量均衡的光子。但这个飞散的方向完全是随意的。

在宇宙中,两个粒子之间的相互作用,在某种程度上,都带有这种量子的不确定性。粒子的位置与动量皆有其固有的不确定性,而当它们中的两个互相作用时,这种不确定性亦会传递至最终的落点。我们有许多不同的方式试图理解这种非决定论,而其中许多都被认为是合理的。

平行宇宙的概念,正如薛定谔的猫之所揭示。

这些量子力学的解读彼此难以分辨,包含波函数塌缩这样的概念,可能结果的集束,以及在某些宇宙中,所有可能的结局确实发生,但我们仅观察到其中一个宇宙。

多元宇宙理论提出,有如我们所在的宇宙,存在着无数的副本,构成了无数个不同的宇宙世界。

肯定存在着无数的平行宇宙,随着时间的推移,数量逼近无穷。在可观测的宇宙中,约有10的82次方个粒子,自大爆炸以来,已有约138亿年的历史,每个粒子在这段时间里经历了无数次的相互作用,可能的结果数量庞大,但这并不意味着多世界解释法就荒诞不经。事实上,存在许多证据可以证明它的正确性。

从我们的角度审视,可观测的宇宙可能在各个方向上延伸了465亿光年,但无疑还有更多的不可见宇宙。

我们所观察的宇宙不过是浩瀚中的一隅,而宇宙本身是无垠的。无论宇宙中的粒子数量,无论其初始的布局如何随机,无论其互动产生了多少可能的结局,那个数字始终是有限的。然而,宇宙本可以是无限的!我们有理由相信,存在更多的“宇宙”,它们是不可视的。如果存在无限的这样宇宙,那么从我们的宇宙所开启的精确配置,必然在某处重复了无数次,所有可能发生的都已在某地成为现实。

宇宙膨胀引发了热大爆炸,并塑造了我们可观察的宇宙。

我们的宇宙有其限度,却有无穷的宇宙相继诞生。大爆炸并不如我们曾以为的那样,是万物的开端,仅是我们可观测宇宙的起点。这是宇宙第一次被描述为密集的、物质充盈且在膨胀和冷却的过程中。这一过程发生在138亿年前的一个有限的时刻,在它之前则是一段宇宙膨胀的时期。膨胀创造了一个指数增长的时空,意味着如果它持续了无限长的时间,则可能产生无限数量的有限宇宙,其中之一容纳了我们的宇宙。

宇宙的膨胀也可能永无止境,没有两个宇宙会彼此相撞。

在某处,纳粹赢得了二战的胜利;在某地,希拉里·克林顿成为了总统;在某些地方,人类已经濒临灭绝的边缘;在某处,我们实现了世界和平。然而,我们仍只有一个宇宙,并且仍然没有在可观测宇宙之外搜集信息的可能。

但若宇宙是无限的,若生成它的状态持续了无限的时间,那么它们即是现实。如果这两种可能性中有一个是真实的,它们便有可能是真实的;但是,除非我们找到某种检验方法,否则我们无法得知物质的最终真相,以及平行宇宙是否确实存在。

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简介:用通俗的语言诠释科学