http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2015-03-29
科学家称平行宇宙可能确实存在：距离非常遥远
参考消息网3月25日报道 外媒称，去年10月，一个理论物理学小组聚集在马德里就深奥的弦理论世界的两个议题“异界景观现象”和“人择原理”展开了讨论。前者意味着弦理论方程能够导出大量可能的宇宙的存在。后者试图解释的是为何我们这个宇宙的种种特性，包括各个基本自然常数会像现在这样存在。在这里专家们难以回避的问题就是平行宇宙（多重宇宙）。
据西班牙《趣味》月刊1月号报道，该领域最权威的两大专家、物理学家安德烈·林德和阿兰·古思认为，即便存在其他的宇宙，也是在离我们非常遥远的空间，我们永远不会与其发生接触；他们的同行保罗·J·斯坦哈特和尼尔·图罗克择坚持认为平行宇宙存在于不同的时间点；而马克斯·特格马克和已故科学家丹尼斯·夏默则认为其他的宇宙与我们所在的时空是彻底远离的。
纳秒间膨胀数千倍的宇宙泡沫
另一方面，一些宇宙学家认为实际情况是宇宙中一些区域因为某些偶然因素而与我们失联了。由于宇宙是在140多亿年前的大爆炸中诞生的，而光以一种有限和可知的速度运行，可见宇宙的半径在430亿光年左右。而那些位于更远处的都是和我们在同一空间的宇宙。
为了能够深入平行宇宙存在的理论推测世界中，我们可以从宇宙学家阿兰·古思在1979年12月提出的“暴涨”概念出发。他认为宇宙在大约10的负32次方秒的时间里经历了一个短期的加速膨胀阶段。他也根据这一理论对困扰宇宙学家们的宇宙均匀性的问题给出了解释：这一暴涨阶段基本上将所有不规则性都抹平了。从这一观点出发，包括俄罗斯人安德烈·林德在内的其他一些理论物理学家开发出了其他一些可能性。例如为何只可能存在一个暴涨阶段影响所有宇宙？由此产生了所谓的“永恒暴涨”理论。
用足球解释永恒暴涨理论
为了更好的解释这一理论，林德提出了以下类推：将现实宇宙想像成一只足球，表面存在一块块被涂上颜色的正五边形和正六边形。暴涨阶段对整个球体都产生了影响，但在不同的区域，也就是各个多边形中有不同的影响方式。其中的每个区域都出现了幂增长，并且与其他任何区域之间没有因果关系。因此，生活在咖啡色正五边形中的人就会认为宇宙就是咖啡色的，而生活在黄色正六边形中的人也会认为宇宙就是黄色的。以此类推至宇宙学中，每个多边形（宇宙）都存在于一个足球（多元宇宙）中，其颜色是由其中主导的物理定律决定的：在一些宇宙中这些定律非常简单，并没有形成星体和银河，而另一些中甚至不存在生命出现的条件，而包括我们所在的宇宙在内的很多其他宇宙却是拥有强大增殖能力的。这所有的一切都取决于其中的定律。
不管怎样，永恒暴涨带来的多重宇宙理论吸引了一大批物理学家的注意，他们相信所有的一切，从微粒到自然力量，都能够通过弦理论来解释。该理论的基本观点是，宇宙万物的基本单元是一样的，那就是而是很小很小的线状的“弦”。就像一把小提琴上的弦能够弹奏出惊人数量的旋律一样，每个亚原子粒子都有相应的弦的振动方式。由此可以论证20世纪两大物理学理论：量子理学和爱因斯坦广义相对论。
如果将暴涨理论与弦理论结合在一起，就能得到非常有趣的结果。一方面，暴涨使得空间在空白处无限延伸。量子效应导致了新的宇宙的产生，就像一个孩子对着一个圈圈吹气产生很多泡泡那样。
与此同时，弦理论认定这些泡泡的出现在彼此之间并没有任何联系，而是每个泡泡都拥有不同类型的微粒、自然力量和物理学定律。换句话说，弦理论的异界景观现象意味着其方程式中有10的500次方那么多种可能的答案（即宇宙）；暴涨使得所有这些可能出现的宇宙成为了现实，存在于一个难以想象无限庞大的多重宇宙空间中。
那么，又是为什么我们现在所认识的所有物理常数是我们看到的这样，而不是其他样子呢？
我们生活的宇宙是唯一存在即合理的宇宙吗？
如果基本电荷和光速并非现在我们所知的定量，那么宇宙中的生命也许就不会存在，这是专家们常常思考的问题。多重宇宙的存在可以解释这一问题：每个宇宙中都存在属于自己的物理特性，而我们所生活的这个宇宙也存在着与生命相匹配的种种必要定量。不过，我们真的不是在杀鸡用牛刀吗？真的有必要引入多重宇宙的观点来解释我们身边一些小小的自然现象吗？
1766年，德国天文学家约翰·蒂蒂乌斯提出了一条关于太阳系行星距离的定则，此后发现的小行星和天王星也都符合这一定则，而且在一些卫星系统中，规则卫星也同样存在着类似关系。科学家们对此无法给出一个理论解释，除非搬出多重宇宙观点：在10的500次方这么多的宇宙中，我们所在的这个恰好就是遵循这一定律。不过对于多重宇宙怀疑论者来说，能够解释一切的理论实际上说明不了任何问题。
是否有办法能够证明这些与我们平行的世界存在于物理学家的黑板之外？有人认为应当在宇宙微波背景辐射中搜寻蛛丝马迹，其中甚至或许还保留着存在于我们之前的其他宇宙留下的信息；还有人试图去确定宇宙空间的拓扑结构。无论如何，目前看来多重宇宙仍不过是一个概念，而非一个确定的理论。
不同时间点的无数个我自己
几乎所有该领域的意见都不过是一些想法的拼接。因此，尽管暴涨机制确实存在，但仅凭这一点无法确定在其他宇宙中存在不同的物理常数，除非结合弦理论，但后者遭到的质疑更多。
如果平行宇宙与像量子力学这样更深层次和得到验证的理论存在关联，我们或许就能对这一空间存在其他宇宙的说法深信不疑了。甚至还能相信这些宇宙中的很多都和我们所在的一样，无数个不同版本的我们生活在其中。以上这些这正是著名物理学家休·埃弗里特在1957年创立的“多世界理论”所阐述的，他也就此开创了“平行世界”量子理论。
很显然，谁也无法确定宇宙增殖的存在，宇宙之间也不可能有联系。认为存在无数个版本的自己和自我意识的想法或许有些矛盾。已故物理学家布赖斯·德威特这样说到：“每颗星球、宇宙的每个遥远角落发生的量子跃迁都将我们的世界分割成了无数个版本的自身。这是一种心甘情愿的精神分裂！”
[参考消息网]
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探测迷你黑洞或可证明平行宇宙的存在
也能解决著名的黑洞信息悖论问题
科技日报北京3月24日电 （记者王小龙）额外维度和平行宇宙的理论十分诱人，但验证起来却非常困难。日前一个理论物理学家团队提出，可借助大型强子对撞机（LHC）制造迷你黑洞来实现这一想法，揭开平行宇宙的秘密。相关论文发表在《物理快报B》上。
这篇论文的作者是来自美国佛罗里达大学的艾哈迈德·法拉格·阿里、加拿大滑铁卢大学的米尔·费查和埃及亚历山大大学穆罕默德·M。研究人员称，证明平行宇宙存在的关键是在一定的能量水平下检测到迷你黑洞。这不但能够显示额外维度的存在，还能支持弦理论及其相关模型。
阿里称，通常情况下，当人们思考多元宇宙时会认为，平行宇宙理论诠释了量子力学，发现其中一个的时候，其他宇宙就会发生坍缩，因此无法进行测试。“这是哲学而不是科学，我们所说的是真正的平行宇宙，是在额外维度中存在的真正宇宙。”他说。
论文称，由于引力能够流出我们当前所在的宇宙进入额外维度，这样的模型可以通过迷你黑洞在LHC中进行检测。因此，借助引力虹理论（一种尚未写入教科书的新理论）就能检测并计算出产生迷你黑洞所需的能量。如果在预测的能量级别上发现迷你黑洞，就能证明引力虹和额外维度是真实存在的。
众所周知，LHC已经试图制造出迷你黑洞，但一直未能成功。在论文中研究人员对此进行了解释，他们认为这是因为在四个维度中产生黑洞所需的能量远大于目前LHC所能达到的能级。此外，目前实验中用来预测黑洞产生所需能量时采用的引力模型是不太准确的，且并未考虑量子效应。根据爱因斯坦的广义相对论，引力可以被看作是空间和时间的曲率。我们宇宙中的引力能够以某种方式流入额外维度。科学家们指出，空间和时间的几何形态在普朗克尺度下会发生畸变。他们已经使用引力虹理论，对临近普朗克尺度时时间和空间的变化进行了证明，并预测在那里会出现迷你黑洞。
利用引力虹理论，科学家们发现，在LHC中产生迷你黑洞所需的能量比先前认为的要多一点点。到目前为止，LHC已经对5.3TeV以下的能量做了测试。根据引力虹理论，这些能量还是稍微低了点。模型预测要在6维度空间产生黑洞需要9.5TeV的能量，而在10个维度中产生则需要11.9TeV的能量。由于LHC未来设计达到的能量级别可达14TeV，因此通过它制造出一个迷你黑洞还是可能的。
论文称，如果迷你黑洞是在LHC中发现的话，那就可以支持多种思路：平行宇宙、额外维度、弦理论和万有引力彩虹——后两种理论都是受到量子引力的影响。
阿里说，如果LHC能在预计的能量等级中探测到迷你黑洞，这不仅会证明额外维度和平行宇宙的存在，也将解决著名的黑洞信息悖论问题。解决这个悖论是可能的，因为，在引力虹模式，迷你黑洞有最小半径是它所收缩不了的。然而如果没能在预测能量水平检测到黑洞，科学家将需要对上述进行重新的思考。这意味着以下三种可能性中只有一种为真：一、额外额度不存在；二、额外维度存在，但小于预期；三、引力虹的参数需要修改。在理论物理学的世界里，永远只有一个解释，这同样也适用于这个问题。
[中科网-科技日报]