平行宇宙 -物理學理論

平行宇宙

物理學理論
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平行宇宙是指從某個宇宙中分離出來,與原宇宙平行存在著的既相似又不同的其他宇宙。平行宇宙概念的提出,得益于現代量子力學的科學發現。在20世紀50年代,有的物理學家在觀察量子的時候,發現每次觀察的量子狀態都不相同。而由于宇宙空間的所有物質都是由量子組成,所以這些科學家推測既然每個量子都有不同的狀態,那麽宇宙也有可能並不隻是一個,而是由多個類似的宇宙組成。

  • 中文名稱
    平行宇宙
  • 外文名稱
    parallel universes
  • 別稱
    平行世界,平行次元,多元宇宙,代替宇宙
  • 提出者
    休·埃弗雷特
  • 提出時間
    20世紀50年代
  • 套用學科
    物理
  • 適用領域
    理論天文學、架空世界、宇宙學、思想學

定義概論

平行宇宙是指從某個宇宙中分離出來,與原宇宙平行存在著的既相似又不同的其他宇宙。在這些宇宙中,也有和我們的宇宙以相同的條件誕生的宇宙,還有可能存在著和人類居住的星球相同的、或是具有相同歷史的行星,也可能存在著跟人類完全相同的人。同時,在這些不同的宇宙裏,事物的發展會有不同的結果:在我們的宇宙中已經滅絕的物種在另一個宇宙中可能正在不斷進化,生生不息。

平行宇宙平行宇宙

有學者描述平行宇宙時用了這樣的比喻,它們可能處于同一空間體系,但時間體系不同,就好像同在一條鐵路線上疾馳的先後兩列火車;它們有可能處于同一時間體系,但空間體系不同,就好像同時行駛在立交橋上下兩層通道中的小汽車。

提出背景

平行宇宙的概念,並不是因為時間旅行悖論提出來的,它是來自量子力學,因為量子力學有一個不確定性,就是量子的不確定性。平行宇宙概念的提出,得益于現代量子力學的科學發現。在20世紀50年代,有的物理學家在觀察量子的時候,發現每次觀察的量子狀態都不相同。而由于宇宙空間的所有物質都是由量子組成,所以這些科學家推測既然每個量子都有不同的狀態,那麽宇宙也有可能並不隻是一個,而是由多個類似的宇宙組成。

哥本哈根解釋

從20世紀20年代起,許多物理學家都為量子力學提出了不同的“詮釋”,目的是為測量問題提供一個可靠的解釋,並能讓人們理解波函式的坍縮。在量子力學中,微觀粒子的狀態用波函式(Wave function)來描述。當微觀粒子處于某一狀態時,它的力學量(如坐標、動量、角動量、能量等)一般不具有確定的數值,而具有一系列可能值,每個可能值以一定的概率出現(巨觀物體處于某一狀態時,它的力學量具有確定的數值)。也就是說,微觀粒子的運動具有不確定性和概率性。波函式就能描述微觀粒子在空間分布的概率。

平行宇宙平行宇宙

物理學中著名的“單電子雙縫幹涉”實驗正是微觀粒子運動不確定性和隨機性的體現。在這個實驗中,單電子通過雙縫後竟然發生了幹涉。在經典力學看來,電子在同一時刻隻能通過一條縫,它不可能同時通過兩條縫並發生幹涉;而根據量子力學,電子的運動狀態是以波函式形式存在,電子有可能在同一時刻既通過這條狹縫,又通過那條狹縫,並發生幹涉。但是,當科學家嘗試通過儀器測定電子究竟通過了哪條縫時,永遠隻會在其中的一處發現電子。兩個儀器也不會同時偵測到電子,電子每次隻能通過一條狹縫。這看起來好像是測量者的觀測行為改變了電子的運動狀態,這種反常的現象又作何解釋呢,物理學家玻爾提出了著名的“哥本哈根解釋”:當人們未觀測時,電子在兩條縫位置都有存在的概率;但是,一旦被測量了,比如說測得該電子在左縫位置,電子有了準確的位置,它在該點的概率為1,其他點的概率為0。也就是說,該電子的波函式在被測量的瞬間“塌縮”到了該點。

玻爾把觀察者及其意識引入了量子力學,使其與微觀粒子的運動狀態發生關系。但觀察者和“塌縮”的解釋並不十厘清晰和令人信服,也受到了很多科學家的質疑。例如,塌縮是如何發生的,是在一瞬間就發生,還是要等到光子進入人們的眼睛並在視網膜上激起電脈沖信號後才開始。

多世界解釋

那麽,有沒有辦法繞過這所謂的“塌縮”和“觀測者”,從本應研究客觀規律的物理學中剔除觀察者的主觀成分呢?

埃弗雷特提出了一個大膽的想法:如果波函式沒有“塌縮”,則它必定保持線性增加。也就是說,上述實驗中電子即使再觀測後仍然處在左/右狹縫的疊加狀態。埃弗雷特由此進一步提出:人們的世界也是疊加的,當電子穿過雙縫後,處于疊加態的不僅僅是電子,還包括整個的世界。也就是說,當電子經過雙縫後,出現了兩個疊加在一起的世界,在其中的一個世界裏電子穿過了左邊的狹縫,而在另一個世界裏,電子則通過了右邊的狹縫。這樣,波函式就無需“塌縮”,去隨機選擇左還是右,因為它表現為兩個世界的疊加:生活在一個世界中的人們發現在他們那裏電子通過了左邊的狹縫,而在另一個世界中,人們觀察到的電子則在右邊。以“薛定諤的貓”來說,埃弗雷特指出兩隻貓都是真實的。有一隻活貓,有一隻死貓,但它們位于不同的世界中。問題並不在于盒子中的發射性原子是否衰變,而在于它既衰變又不衰變。當觀測者向盒子裏看時,整個世界分裂成它自己的兩個版本。這兩個版本在其餘的各個方面是完全相同的。唯一的區別在于其中一個版本中,原子衰變了,貓死了;而在另一個版本中,原子沒有衰變,貓還活著。前述所說的“原子衰變了,貓死了;原子沒有衰變,貓還活著”這兩個世界將完全相互獨立平行地演變下去,就像兩個平行的世界一樣。量子過程造成了“兩個世界”,這就是埃弗雷特前衛的“多世界解釋”。

這個解釋的優點是:薛定諤方程始終成立,波函式從不塌縮,由此它簡化了基本理論。它的問題是:構想過于離奇,付出的代價是這些平行的世界全都是同樣真實的。這就難怪有人說:“在科學史上,多世界解釋無疑是目前所提出的最大膽、最野心勃勃的理論。”

發展歷程

思想雛形

公元前5世紀,德謨克利特就提出“無數世界”的概念,認為“無數世界”是原子通過自身運動形成的。他說:“原子在虛空中任意移動著,而由于它們那種急劇、凌亂的運動,就彼此碰撞了,並且,在彼此碰在一起時,因為有各種各樣的形狀,就彼此勾結起來,這樣就形成了世界及其中的事物,或毋寧說形成了無數世界。”

平行宇宙平行宇宙

公元前1世紀,盧克萊修指出,在我們這個“可見的世界”之外還存在著“其他的世界”,居住著“其他的人類和野獸的種族”。

公元前4世紀,伊壁鳩魯表述了世界多元性的思想:“存在著無限多個世界,它們有的像我們的世界,有的不像我們的世界。”“在一切世界裏,都有我們這個世界裏所見到的動物、植物以及其他事物。”

萊布尼茨提出了他的“可能世界”的概念,構想在必然世界(可觀測的宇宙)範圍之外還存在著無窮多個“可能世界”。他認為世界由無限的單子組合而成,單子之間沒有因果關系,而是某種前定的和諧關系,單子雖然各自獨立,但它們之間有品極高低的差異。萊布尼茲把某個現實事件的出現,例如,具體的人,闡釋為許多單子組合的結果,各種不同的組合的結果與單子中更勝一籌的單子的主導作用有關。這意味著世界可以用不同的樣子,任何事件都是偶發的,甚至整個宇宙也是如此。

正式提出

物理學家埃弗雷特提出了自己對量子測量問題的想法。他指出,在量子力學中,存在多個平行的世界,在每個世界中,每次量子力學測量的結果各自不同,因此不同的歷史發生在不同的平行宇宙中。多世界解釋認為,對測量裝置的觀察,會使得測量裝置被分解為兩個。並且在這個測量鏈上,這種分解會不斷地進行下去。伴隨著這種分解,一定有一個完全的宇宙的復製。也就是說,隻要有一個量子測量發生,那麽,每個宇宙分支,以及這個分支中的分量就會導致一個可能的測量結果。每個處在特殊宇宙分支中的人都會認為,他的測量結果和所處的宇宙是唯一存在的。也就是說,一次測量產生了一次新的宇宙。這些各自不同的新宇宙,除非完全相同,否則絕無重合的可能。這一理論的發表,標志著平行宇宙概念的正式提出。

研究現狀

存在證據

英國天文學家稱找到了支持平行宇宙論的證據。通過對宇宙微波背景輻射圖的研究,他們發現了四個由“宇宙摩擦”形成的圓形圖案,這表明我們的宇宙可能至少4次進入過其他宇宙。

平行宇宙平行宇宙

2007年 8月,科學家在研究宇宙微波背景輻射(CMB)信號時發現了一個巨大的冷斑(cold spot),其中完全是“空”的,沒有任何的正常物質或者暗物質,也沒有輻射信號,為什麽宇宙中會存在如此怪異的時空。為了尋找這個答案,科學家認為這是另一個宇宙的證據,冷斑現象可能使得宇宙學家推出一種結論,暗示人們所處的宇宙之外還存在平行宇宙。科學家通過普朗克望遠鏡觀測到的輻射資料發現我們的宇宙可能是10億個宇宙中的一個,第一次有證據顯示平行宇宙是存在的。

普朗克望遠鏡繪製的地圖顯示了微波背景輻射的分布情況,科學家認為大霹靂後期殘留的輻射均勻分布于宇宙空間中,尤其是在南天。北卡羅萊納州大學教堂山分校理論物理學家勞拉·梅爾西尼-霍頓博士與來自卡內基·梅隆大學教授理查德·霍爾曼在2005年就預言了異常輻射的存在,並認為由于平行宇宙的存在導致了輻射分布異常。梅爾西尼-霍頓博士認為普朗克探測器的資料支持了平行宇宙存在的假設,這意味著在人們所處的宇宙之外還存在無限多的宇宙,正是由于其他宇宙的拖拽效應使得南天出現分布不均的輻射。

宇宙微波背景輻射信號中的巨大冷斑跨度差不多達到10億光年,位于波江座方向上,理論物理學家勞拉·梅爾西尼-霍頓博士認為這是另一個宇宙的信號,如果該發現被證實,那麽這將是人類有史以來在在地宇宙時空外發現的第一個宇宙。宇宙微波背景輻射來自于宇宙大霹靂後殘留的信號,存在于微波波段,NASA的威爾金森微波各向異性探測器和斯隆數位巡天拍攝的圖像也顯示我們的宇宙存在巨大的空洞,這一證據在2004年就被科學家發現。

事實上,關于冷斑的問題已經成為天文學家研究的重點,後來的研究顯示這片神秘的宇宙時空並非完全不存在物質,在其周圍存在小規模的星系,比起其他天區的星系,這些星系的跨度以及輻射都十分小,計算表明,宇宙空洞附近天體的輻射量比宇宙中其他可見時空輻射量減少大約20%至45%。然而,為什麽宇宙中會形成如此奇怪的時空呢?比如距離銀河系80億光年處就存在一個直徑大約為90光年的宇宙空洞,當前的宇宙大霹靂以及宇宙形成理論很難解釋為什麽可以形成這些空洞,它們的形成機製至今依然是個迷。

梅爾西尼-霍頓博士為主的研究小組認為這是另一個宇宙存在的證據,根據弦理論預言,宇宙之外還存在其他宇宙,每一個宇宙都擁有獨特的物理屬性。另一種觀點認為冷斑的出現與宇宙膨脹有關,作為引力長程作用的結果,宇宙中出現了大型空洞,之前觀測到的大空洞出現在北半球的天區,科學家預測在南半球天區也存在一處巨大的冷斑,但是研究小組認為宇宙空洞的出現存在隨機性。

根據普朗克探測器的資料,梅爾西尼霍頓博士認為自己的假設已經被證明,在人們所處的宇宙之外還存在更多的平行宇宙,由于這些宇宙的存在,導致了背景輻射的異常,這一切都體現在宇宙學理論無法解釋的冷斑時空中。隸屬于歐空局的普朗克空間望遠鏡具有非常高的觀測精度,其繪製的精確CMB圖像為科學家開啟了一扇通往另一個時空的大門。

據《星期日泰晤士報》稱,劍橋大學理論物理學教授馬爾科姆·佩瑞認為,該發現有極高的可能來佐證“多重宇宙”的存在。他的同事天體物理學教授喬治·埃弗斯塔西歐對此也表示支持:“多重宇宙的論調現在聽起來仍然讓有些人感到怪異,這情況就像當年大霹靂理論的提出一樣。不過,現今我們已經掌握了有力的證據,這必將徹底改變人們對于宇宙的認知。”

理論進展

2014年10月31日,物理學家稱,“平行宇宙”的確存在,給不同版本的“我們”提供生存空間。不僅如此,平行宇宙之間還會相互影響,所以才會出現微觀層面種種奇怪的物理學現象。英國格裏菲斯大學和美國加州大學學者聯合提出上述理論。他們認為,平行宇宙不僅存在,而且相互影響,並非各自獨立地發展變化;而相互作用,恰好能夠解釋微觀物理研究發現的粒子奇怪的反應。

格裏菲斯大學物理學教授霍華德·威斯曼說:“大概在1957年左右,量子物理學界出現了平行宇宙的想法。照此推斷,量子測量每進行一次,一個宇宙就會產生出新的分支宇宙。所以就產生了無數的可能性——在有的宇宙裏,隕石沒有砸中地球,恐龍們幸存下來。再換一個宇宙,澳大利亞就成了葡萄牙人的殖民地了。

此前,學者休·埃弗雷特發現量子粒子能夠同時擁有兩種不同的狀態,因此提出了粒子以不同狀態在不同世界同時存在的理論。按照這一理論,粒子在兩種狀態、兩個世界之間不必二選其一,而是可以二者兼得。威斯曼和同事們認為,人們所處的宇宙不過是浩如煙海的眾多的宇宙中的滄海一粟。這些宇宙同時存在,有的和人們所在的宇宙相似,有的則大不相同。威斯曼還表示,比較“靠近”的宇宙會相互排斥,增加相互之間的差異。

2015年,西班牙《趣味》月刊1月號報道,該領域最權威的兩大專家、物理學家安德烈·林德和阿蘭·古思認為,即便存在其他的宇宙,也是在離我們非常遙遠的空間,我們永遠不會與其發生接觸;他們的同行保羅·J·斯坦哈特和尼爾·圖羅克擇堅持認為平行宇宙存在于不同的時間點;而馬克斯·特格馬克和已故科學家丹尼斯·夏默則認為其他的宇宙與我們所在的時空是徹底遠離的。

研究前景

科學家將會有多種方法檢驗這些平行宇宙的理論,甚至可能排除其中的一些。在今後幾十年,隨著宇宙測量技術的巨大進步,通過諸如宇宙微波背景輻射探測、大尺度物質分布測量等,科學家會進一步限定空間的彎曲和拓撲結構,從而檢驗第一層平行宇宙理論。而更精確的暴脹測量,可以用來檢驗第二層平行宇宙的理論。天體物理學和高能物理學的共同進步,也會確定物理常量的微調程度,從而削弱或加強第二層的存在可能。如果全球製造量子電腦的努力能夠成功.那麽它將會為第三層宇宙的存在提供進一步的證據,因為它在本質上要利用第三層平行宇宙的平行性來做平行計算。相反,糾正不守恆的實驗證據則會排除第三層。最後,現代物理的重大挑戰,統一廣義相對論和量子場論的成功或失敗,會給第四層宇宙的研究帶來更多啓示。科學家可能最終找到一個和人們的宇宙相匹配的數學結構,也可能突然碰到不可思議的數學有效性極限,從而不得不放棄第四層。

類型層次

美國麻省理工學院的宇宙學家馬克斯·泰馬克(Max Tegmark)熱衷于研究平行宇宙,他說道:“對于我來說最有意思的問題不是平行宇宙是否存在,而是到底有多少種平行宇宙。”在2003年的《科學美國人》雜志裏,有一篇由他所寫的關于平行宇宙的專文,文中他將平行宇宙分成四類。根據泰馬克的分類,越處于上位的宇宙,越容易擴張,越容易涵蓋處于下位層次的宇宙。

第一層次視界之外

如果空間是無限的,而且物質分布在大尺寸上是足夠均勻的,那麽即使最不可能發生的事情也必然發生在某處。特別地,應該存在無限多有人的行星,而且包括不是一個而是無限多和一樣的外表、姓名、記憶的人。無限多和可觀測宇宙大小一樣的區域確實存在,在那裏任何可能的宇宙歷史都會實際存在。這就是第一層平行宇宙。

平行宇宙平行宇宙

混沌暴漲理論(Chaotic Inflation Theory),可對無限的遍歷的宇宙進行一般性預測。這個宇宙是無限的,應該包含了能實現所有初期條件的哈勃體積。

因此,無限的宇宙包含了無限數量的哈勃體積。他們雖然全部具有同樣的物理法則與物理定數,但對于類似物質分布的配置卻幾乎與人們所處的哈勃體積不同。但是正因為存在著哈勃體積,超越事件視界(Event Horizon)的、結果類似的或者相同的配置的哈勃體積才得以存在。據體格馬克測算,與人們居住的相同大小體積和配置的星體存在于距我們大約

115(比古戈爾普勒克斯大的數位)米的地方。這種推論假定了看似與哈勃狀態一樣形式的分布,但是實際上是什麽樣的分布都是可能的。這就意味著人們所特定的哈勃體積在實際上是唯一的存在。

第二層後暴脹泡沫

作為宇宙的膨脹理論變形的混沌暴漲理論,平行宇宙是以整體方式進行擴張的,這種擴張會一直持續下去。但是宇宙的某個領域卻停止擴張,呈現各異的泡沫形態。這種泡沫就是不發達的第一層的平行宇宙。安德烈.林地及Vitaly Vanchurin計算得出此宇宙的數量是

10000000個計量單位。可能不同的泡沫都經歷過原發的對稱性的破裂,其結果是擁有了不同物理定數的不同性質。此層次包括了約翰·惠勒(John Archibald Wheeler)的振動宇宙論(Oscillatory Universe Theory)和李·斯莫林(Lee Smolin)的多產宇宙論(Fecund UniversesTheory)。

第三層量子力學中的多世界解釋

休・埃弗雷特的多世界解釋(MWI)是為數眾多的主流量子力學的解釋中的一個。作為量子力學的一個側面,不是單個觀測就可以絕對預測的。反而可能在更大範圍引發不同的概率。根據MWI理論,這些不同的觀測結果與不同的宇宙分別對應。如同搖動一個六面的骰子一樣,其結果和量子力學的可觀測量是一致的。與骰子的6面向相對應的6種宇宙得以顯現。(更為正確的是,MWI理論中,盡管宇宙的存在具有單一性,但在向多元世界分裂後,他們通常是無法互相作用的。)

泰馬克認為第三層的平行宇宙在哈勃體積內的含量並不比一~二層的平行宇宙概率大。事實上,在有相同的物理定數的第三層的平行宇宙中,由分裂而形成的所有的不同的世界在層次一的平行宇宙中的多個哈勃體積中都可以找到。泰馬克做了如下闡述:第一層和第三層的唯一不同就是人的復體居住在哪裏的差別。在第一層當中,居住在三次元空間的任何一個地方。在第三層當中,居住在無限次元的與希爾伯特空間(Hilbert Space)內的其他量子不同的世界中。同樣,擁有不同物理定數的全部的層次二的泡沫宇宙在事實上,可以看作是在第三層的平行宇宙中在原發性的對稱性破裂瞬間所產生的“世界”。

與多世界有關的觀點包括了理查德·費曼(Richard Phillips Feynman)的復數歷史(Multiple Histories)解釋及H. Dieter Zeh的多精神解釋(Many-minds interpretation)。

第四層終極集合

終極集合假說由泰馬克自身所倡導。可以採用不同的數學結構進行記述的宇宙被認為是全部以對等的方式而實際存在的。不可觀測的宇宙的不同的低能量的物理法則並不包括其中。泰馬克倡導如下的觀點。抽象數學是非常普遍的存在,(從人類的曖昧的語言中分離出來)無論以什麽樣的純粹的語言都可定義的萬物的通用理論(TOE)都脫離不了數學結構。比如,包含不同種類的實體(用語言的表述的話)及其關系(再用語言表述)的TOP不僅被數學者們稱為集合論模式,通常也把該種集合論的模式看成是構成的形式體系。這就暗示了所有的可以想象的平行宇宙理論在層次四階段可以被記述。因為層次四的平行宇宙包含了全部的其他的集合,從而成為了平行宇宙階層的上限。導致了失去考慮層次五的平行宇宙的餘地。

尤爾根·施密特胡貝爾(Jürgen Schmidhuber)提出了“數學的構造的集合”並沒有被明確的定義這一不同意見。他隻贊同構造性數學(Constructive mathematics),即通過電腦程式可以進行記述的宇宙表述。其中,輸出位可以被控製在有限的時間內,控製時間的本身會因為庫爾特的極限而受到程式的影響無法做出預測,但是由于非停止程式的原因,可以被記述的宇宙的表述非常明確的包含其中。另外,他對相對受限的可以進行極快運算的宇宙集合提出了明確的抗告。

理論爭議

無窮宇宙理論

無窮宇宙,在宇宙中存在有大量的可觀測區(有著紅色十字中心的紅圈),我們的「宇宙」不過是其中的一個可觀測區而已開放宇宙理論認為,我們目前所知的宇宙隻是整個宇宙中可觀測的一小部分,在這個部分之外,整個宇宙尚有無限大的未被觀測的空間;根據相對論,光速為宇宙最快的速度,我們所看到的部分(可觀測宇宙)為已經到達地球的光線,而我們所觀測到的範圍又被稱做哈伯體積,哈伯體積直接取決于宇宙的年齡(因為若宇宙誕生于n年前,則能到達地球的光線最遠隻能在n光年處,再更遠的光線則尚在路途上,故未能被地球上的觀測者所觀測),哈伯體積的膨脹是因為有越來越遠處的光線到達地球

開放宇宙理論說明了第一類平行宇宙的可能性。

泡沫宇宙理論

泡沫宇宙理論認為存在有無限多的開放宇宙,而這些開放宇宙本身有著不同的物理常數,這些開放宇宙的“距離”比我們的開放宇宙的“邊緣”還要遠,意即這些宇宙存在于無窮遠的地方之外。

泡沫宇宙示意圖泡沫宇宙示意圖

這個理論由安德烈·林德最早提議,而泡沫宇宙理論本身能和暴脹理論在相當程度上契合,而這個理論本身牽涉到了宇宙可能是由某個“親宇宙”的量子泡沫,中所誕生的可能,而這些量子泡沫產生于能量的起伏,這些能量的起伏可能會產生微小的“泡沫”和蟲洞,若這些“泡沫”本身不是非常地巨大,則它們會像膨脹的汽球一般,到了最後消失無蹤,不過如果能量起伏大于某個常數,那麽這個泡沫就會不斷地膨脹,甚而產生一個“子宇宙”,而“子宇宙”的體積可能會大到足以讓宇宙大尺度結構存在的地步。

2005年,美國的理論物理學家Laura Mersini-Houghton和Richard Holman預言宇宙輻射存在不規則分布的原因是其他宇宙的牽引。普朗克天文望遠鏡的宇宙背景輻射圖在理論上是分布均勻的,但實際結果顯示南半部天空中存在一個強大的中心,以及一個無法用現有物理學知識解釋的冷斑點。Mersini-Houghton認為這證實了自己的預測。

大反彈理論

根據回圈量子重力理論,大霹靂可能隻不過是宇宙的膨脹和收縮時期組成的周期中,一個新的膨脹時期的開始而已,每個周周期開始于大霹靂、結束于大擠壓(Big Crunch),而這個周期的輪回是無限的,這個模型被稱為是振蕩宇宙,在大霹靂之後宇宙膨脹,而之後在重力的作用之下宇宙開始收縮,然後接著是大擠壓,在大擠壓之後的下一次大霹靂被稱為大反彈,雖然這個模型曾經一度被否決,但是膜宇宙論近年來已重拾此模型(振蕩宇宙模型)。

在每個周期中宇宙可能會有不同的宇宙常數,而因此這些不同周期時的宇宙可視為第二種平行宇宙。

泡沫宇宙理論和大反彈理論使得第二種平行宇宙的存在成為可能。

量子力學的多世界解釋

量子力學的多世界解釋是一種主要的量子力學解釋,在由此解釋方式中的眾平行宇宙共有一個關于時間的變數,而這些平行宇宙彼此之間有著相同的起源,而這些宇宙彼此之間的基本物理定律相同,但物理常數可能會有所不同,而它們亦可能處于不同的狀態,而且這些宇宙彼此之間沒有任何的聯系,因此它們彼此之間沒有任何訊息互通,這些宇宙彼此之間的關系由它們之間的疊加態決定。

此理論為第三類平行宇宙的基礎。

M理論

根據M理論,我們的宇宙很可能是產生于11維薄膜的碰撞當中,基本上由此產生的宇宙可以和量子力學的多世界解釋裏所說的宇宙極為不同的宇宙。

由M理論可推出第四種平行宇宙的存在。

弦論地景

根據IIB型(Type IIB)的弦論,從十維弦論的世界到我們所知的四維世界有極多種的變換方式,而不同的變換方式會產生相當不同的宇宙。

問題批評

觀點一

有些人認為平行宇宙理論缺乏對經驗主義的關聯性以及可測性,同時缺乏物理學上的證據和可否定性,因為這個理論以目前的科學方法無法證實或否定,而且這些理論目前而言太過形而上學且隻是在數學結構上有可能而已;不過馬克斯·鐵馬克註意到了對宇宙微波背景輻射和宇宙物質大規模分布的測量的改進可能會否定或實證其中兩種的平行宇宙存在的可能性,並進而能證實或否定開放宇宙理論和混亂暴脹理論,意即平行宇宙理論最少在某種程度上是可測的。  

平行宇宙平行宇宙

觀點二

一些人認為科學家的職責就是要在不涉及觀察者的狀況下對已觀測的現象提出基本的解釋。回歸到人擇原理在解釋會建構出所謂的“懶惰出口”,而這些解釋的種類包括了“很明顯地為生命的存在微調過的宇宙參數”等等;不過李奧納特·蘇士侃宣稱:某些形式的平行宇宙是無可避免的,在給出對現有宇宙狀態的解釋時,觀測者效應是無法避免的而且得在其他的科學中獲得解決。  

觀點三

洪志和認為,平行宇宙理論會被奧卡姆剃刀給排除,因為假設一些我們無法觀測且無法看見的宇宙來解決我們所看見的,就像是帶著額外的行李走到盡頭一般;不過對此馬克斯·鐵馬克反駁:“這四種平行宇宙的一個共同特征就是:默認平行宇宙的存在模型是最簡單且最優雅的模型。如果一個人要否決這些多重宇宙的存在,他需要在實驗上地對多重宇宙論的不支持,並且要加入以下的假定:有限空間波函式崩潰和本體上的不對稱是正確的,而這些過程會復雜化整個理論。因此我們的對于誰比較不優雅且較為浪費的裁決就變成了以下兩者:多重宇宙或者是大量的文辭”。  

觀點四

有時有些人認為我們的宇宙是唯一可能存在的宇宙,因此討論這些“其他的宇宙”是很明顯地無意義的。愛因斯坦在思考其他種類的宇宙存在的可能性時,就提出了這個問題,關于宇宙結構是否隻有一種可能的問題的解答的希望被認為在于理論上可統一全部物理理論的萬物理論當中。

觀點五

對于平行宇宙的觀測證據的支援被認為來自于人擇原理:“我們所觀測到的宇宙對生命是友善的,要不然就不會被觀測到。雖然這似乎是老調重彈,但是當生物體對物理法則和宇宙狀況的敏感性、被考慮時,整個宇宙就是一個明顯的證據;在另一方面,許多關鍵的物理常數似乎不會對于生物體造成嚴重的不適”;其他對于微調論證的批評是:就我們所知,在我們所知的物理常數之下可能還有更多的基本物理法則,而這些法則背後可能會有更多的參數存在,因此,給出這些定律,這些已知的物理常數未必落在生命許可的生存範圍之內。 

觀點六

多重宇宙支持者經常對于常數如何從已定義的整體中選取感到茫然。假設存在個“定律中的定律”或者基本定律描述說常數如果被從一個宇宙到下一個宇宙中指定,那麽我們不過隻是將宇宙學的問題給往上移了一個等級而已,因為我們必須解釋這個基本定律從何而來。另外,這個基本法則是無窮大的,因此我不過是把問題從“為什麽是這個宇宙”給置換成了“為什麽是這個基本法則”。在援引平行宇宙論時這似乎是一個要點,尤其當假定隻存在一個宇宙和一個原理會更簡易時更是如此;但在馬克斯·鐵馬克的平行宇宙理論裏,這個問題是被避開的,因為在那種狀況當中,所有可能的基本理論被實行的,而且被用以描述真實存在的平行宇宙。 

觀點七

對于虛擬宇宙和平行宇宙之間的關系依舊是個問題。多數的科學家已經準備好要接受自覺機器的可能性,而有些人工智慧學者甚至于已經說我們快要能製造自覺電腦了,在距離達讓自覺生物住在虛擬世界方面僅剩一步之遙。對于那些生物而言,他們的“假”宇宙和我們的真宇宙可說是無分別的。因此我們應該將這些虛擬宇宙算在平行宇宙中嗎?如果不是的話將我們自身存在的宇宙和這些虛擬宇宙劃上等號有意義嗎? 

觀點八

對于現有的平行宇宙論的最後一個問題是對于宇宙的定義。對多數的平行宇宙論者而言,宇宙是由物理法則和常數,以及初始條件定義的。這項論點可能會因為它的狹隘和沙文主義的性質而招致反對;對于將人類理解之外的事物予以分類也可能會招致批評。

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