多元宇宙是否真实存在？科学家对此有什么解释？

2024-12-15 12:26:02

推荐回答（2个）

回答1：

多元宇宙是基于科学理论的假设，就像量子中出现的“平行宇宙”，但是远没有大家想的那么科幻，不过这的确是大量媒体的科幻素材，下面我来讲讲两个基于理论的原始版本。

多元宇宙的因素

多元宇宙是一个被很多人使用的词，但并不是每个人说这个词的时候意思都是一样的。

关于多元宇宙，我们需要考虑两个关键点，如今我们现代物理的最小尺度为量子，一切物质都是由于基本粒子构成，那么

量子力学和持续性的宇宙膨胀有什么关系，我们能否从宇宙最小的尺度下去探寻是否隐藏着多重宇宙可能？

图：“多元宇宙”(Multiverse)与“宇宙”(Universe)，意思为多个不同的宇宙。

可观测宇宙宇宙之外是什么样的

当我们说到“宇宙”时，我们通常指的是我们可观测宇宙，即930亿光年。这是因为我们对宇宙的认识始于138亿年前的宇宙大爆炸。一个炽热、致密、物质和充满辐射的宇宙出现并开始膨胀，接着冷却，在重力作用下物质开始聚集。从根本而言,我们可以看到的宇宙是有限的。

图：宇宙大爆炸历史流程图

光（宇宙微波背景辐射）承载着宇宙大爆炸的信息以光速毫无阻碍地穿过不断膨胀的宇宙，然而光能经过的距离是有限的。在我们的宇宙中有正常物质，暗物质，暗能量，中微子，辐射和我们所知道的一切，可观测到的距离为461亿光年。

但是，我们都知道宇宙不可能就这么小，很多人经常问宇宙外面是什么。但是这个问题将没有“实实在在”的答案，因为随着宇宙膨胀，我们的可观宇宙范围也会继续扩大，外围的光，还没来得及到达我们这里，人类可能早就不存在了。如果人类存在，随着时间的推移，越来越多的宇宙将被我们看到，甚至有可能出现暗能量被分解，被我们发现。

图：空间曲率

根据我们所能观测到的空间曲率，与我们所能观测到的宇宙相比，存在的东西在所有维度上至少是我们所能观测到的250倍，这意味着宇宙的体积是我们所能观测到的空间的(250^3)，或超过1500万倍。它甚至可能是无限的，尽管我们不确定。然而，这只是多元宇宙最保守的版本。

暴胀理论

大爆炸可能是我们所知的“我们的”宇宙的开端，从宇宙微波背景可以知道大爆炸时达到的最高温度不超过10^3 K。这是一个很大的数字，但是它还没有热到达到普朗克尺度，不过其中奇点的理论或许会导致我们所知道的物理定律失效。于是我们可以推断出或许在大爆炸之前，还发生了什么，或者大爆炸的空间中还存在什么。事或物的存在或许与我们所认为的宇宙膨胀的初始条件相一致，所以这些被掩盖了。

图：宇宙大爆炸早期效果图

MIT的科学家阿兰古斯有一个理论叫做暴胀理论中，它认为一个宇宙诞生前会发生过冷暴胀，暴胀的空间会持续低温，当暴胀过后在慢慢回温到暴胀之前的状态，暴胀的过程会形成量子涨落，这就是宇宙大爆炸的萌芽。

从暴胀理论中我们可以发现，暴胀是迅速向外扩散的。它就像一个滚下山的球，只是它是一个量子球，所以它会(或不会)滚下“山”的每个位置都有概率。

当暴胀停留在山顶的地方，而不是向下滚动，暴胀会继续，这样就会创造出越来越多（可膨胀）的空间。在它确实滚下山的地方，暴胀结束了，就会出现大爆炸。尽管暴胀在大约138亿年前在我们这个空间区域已经结束，但期望它在任何地方都结束是不合理的。相反，一些空间区域将继续暴胀。只要空间暴胀扩张的速度大于暴胀结束的速度，就会出现无限个“大爆炸”分别在不同的空间中，而且暴胀也会不同的地区延伸下去。

图：红色的X表示暴胀结束的区域(就像我们的)，这是一个更大的“多元宇宙”，比第一个版本的“可观宇宙的扩张”还要大。

图：多元宇宙结构

许许多多的宇宙就像一个个“口袋”一样，由暴胀形成量子涨落，促使大爆炸发生，然后我们在“口袋”中茁壮成长，在大结构暴胀无限延伸下去，形成一个个如同“口袋”的空间，我们叫它永恒的暴胀的多元宇宙。

这两个为由浅到深的版本，一个基于“不可观宇宙”，一个基于“暴胀理论”，剩下的版本一般都是基于这两个版本的继续延伸了，但是就有点科幻了，比如不同口袋宇宙中是否有同一个你，量子的运行轨迹决定了这个你与那个你是否相似，这些不在我们的讨论范围内，有兴趣可以自行查阅。而这两个多元宇宙也只停留在理论的猜想，这个就像美国著名量子物理学家休·埃弗雷特对“平行宇宙”的理论假设是一样的。

回答2：

科学家发现宇宙的碰撞痕迹，多元宇宙或真实存在

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