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是否存在与我们完全相同的平行宇宙?

2021-10-25 09:43:16 来源:网络 责任编辑:
  假设在大爆炸之前存在宇宙膨胀,本质上,宇宙中的所有粒子和场都具有量子性质。这样,多个宇宙的存在几乎是不可避免的。这为物理学开辟了无限的可能性。也许不仅有平行的宇宙,还有无限的宇宙。这样,甚至可能存在一个与我们完全相同的平行宇宙。如果真的存在多个宇宙,会发生什么?膨胀期间可见宇宙中的初始波动水平约为0.003%,但正是这些小缺陷导致了宇宙微波背景中的温度和密度波动,并埋下了今天宇宙结构的种子。这些初始条件在没有宇宙膨胀的情况下无法解释
  膨胀期间可见宇宙中的初始波动水平约为0.003%,但正是这些小缺陷导致了宇宙微波背景中的温度和密度波动,并埋下了今天宇宙结构的种子。如果没有宇宙膨胀(追求多元宇宙的动机),就无法解释这些初始条件。要理解物理学家为什么认为多元宇宙应该存在,我们必须首先澄清在宇宙中观察到的一些事实。首先,我们能到达的宇宙有一个时间边界。我们可以观测到的宇宙诞生于138亿年前的大爆炸中。当时,宇宙非常炎热和稠密,充满了物质和辐射,并且一直在膨胀和冷却。我们回望太空越远,回望时间就越长,一直延伸到大爆炸的边界:138亿年前的时间和461亿光年之外的空间
  当球滚到底部时,通货膨胀结束(上图)。然而,膨胀场具有量子性质(中间图),并将随时间扩展。当许多区域(紫色、红色和青色)的充气停止时,许多空间的充气将继续,并可能永远持续(下图)
  当球滚到底部时,充气结束(上图)。然而,膨胀场具有量子性质(中间图),并将随时间扩展。当膨胀在许多区域(紫色、红色和青色)停止时,许多空间的膨胀将继续,并可能永远持续(见下图)。然而,我们不能随意回到早期,因为如果当时的宇宙超过一定的温度和密度,它将产生一些与我们观察不一致的特征。然而,如果宇宙在大爆炸之前经历了一段膨胀期并做了一定的准备,情况将与观测结果更加一致
  膨胀延长了宇宙的曲率,使宇宙的形状接近一个平面。在膨胀过程中,所有可能导致问题的高能残留物也会膨胀。通过这个过程,宇宙中任何地方的能量密度都是相同的。只有在通货膨胀期间发生的一些量子涨落叠加在这种平衡的能量背景上
  随着通货膨胀的继续,一系列的宇宙将一个接一个地诞生,每个宇宙都与其他宇宙完全分离,随着它们之间的空间进一步扩大,距离会越来越远
  随着膨胀的继续,一系列的宇宙将一个接一个地诞生,每个宇宙都与其他宇宙完全分离,随着它们之间的空间进一步扩大,距离会越来越远
  这样,当宇宙膨胀结束时,大爆炸具有产生今天可观测宇宙的所有必要特征,我们通常认为宇宙的膨胀是一个简单的场。此字段的特定属性将影响该字段所在的空间。只要磁场保持膨胀状态,空间有巨大的能量,空间就会继续以指数形式无限膨胀。因此,任何两点之间的距离在每个时间段都会加倍
  只要场保持这种膨胀状态,宇宙膨胀就会继续,继续扩展空间,并不断稀释其中的所有物质,直到场衰变,宇宙膨胀结束。随着能量转化为物质和辐射,宇宙将变得越来越热,这标志着大爆炸的开始
  但我们知道,无论哪个场驱动宇宙膨胀,它很可能是量子性质的。这意味着,随着宇宙膨胀的继续,这个场可能“滚下悬崖”,并导致膨胀的终止;这可能不会发生,通胀可能会继续;甚至有可能“滚动”到错误的方向,让我们离通胀的终点越来越远。这也是违反直觉的,这些情况可能同时发生在宇宙的不同区域,因为膨胀的宇宙将继续创造新的空间,这创造了一个非常有趣的情况。只要过去有过宇宙膨胀(根据我们的观察,有很多证据表明宇宙膨胀确实发生过),它就表明存在多个宇宙。其过程如下:
  宇宙发生膨胀,宇宙不断拉伸以产生新的空间;在某些地区,磁场将“滚下悬崖”以结束通货膨胀,导致这些地区发生大爆炸并形成我们所谓的“宇宙”;这些宇宙之间的空间继续膨胀,创造了更多的空间。。。等等
  很容易看出,如果我们想让宇宙膨胀发展到足以使大爆炸具有我们所观察到的特征,那么就会有多个宇宙。新的宇宙不断诞生。这些宇宙是独立的,彼此无关。由于它们之间的空间不断扩大,新的宇宙不断出现,新的大爆炸不断发生,这些宇宙之间的距离将越来越远。只要理论的这一部分是正确的——我们的证据确实表明它是正确的——最先进的科学研究已经预测了多个宇宙的存在。

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