量子力学多宇宙体系

    本世纪50年代初，年轻的物理学硕土研究生休· 埃弗里特在研究一些比量子力学本身更为奇异的量子 力学的推论时，第—次提出了令人信服的多宇宙体系 可能存在的理论。这个被所有严肃物理学家接受的理 论认为，人们永远无法确定无疑地对原子和亚原予粒 子的运动进行预测，比如，你只能推断某个电子在千分 之一秒后大概会在哪里，但是它也很可能会跑到别的 地方。

    这一 重要的不确定性使我们掌握了亚原子世界的 一些基本特性，而这恰好是物理学家们近几十年来— 直在苦苦思索的问题。例如，伟大的丹麦物理学家尼尔 斯·玻尔认为：在你通过测量行为将某个粒子的位置确 定下来之前，这个粒子确实可以同时处于几个位置。他 认为，测量行为本身迫使这个粒子选择其中的一个位 置，这个位置超越了所有其他的位置。

    但是埃弗里特却有另一种想法：他认为，在你将这 个电子的位置确定下来的同时，世界会分裂成许多宇 宙。在每个宇宙中，这个电子都有一个不同的位置—— 而且所有这些每一个都同样真实的世界会继续发展变 化并拥有其自己的未来。根据这个所谓的量子力学的 多世界诠释，宇宙的多产性已经达到了难以置信的程 度，因为宇宙中的每一个粒子在每一瞬间都会产生许 多新的宇宙——而在下一个瞬间，每一个新宇宙又会 再次分裂。但是有许多物理学家认为，这是一个非常令 人信服的观点。如果这一理论是正确的，正在平行发展 的宇宙的数量将远远超出我们的计算能力。

    但是，这一理论完全是一种假设，因为我们目前还 想象不出任何可以使我们与这—多宇宙体系中的任何 一个字宙进行接触的方式。因此，虽然我们每—个人都 可能会随着我们体内粒子的分裂和再分裂而产生无数 的平行“自我”，但是我们了解其他“自我”发展历史的 机会绝对为零——所以判断埃弗里特对量子力学所做 的这种解释是否正确的机会也同样为零。

广义相对论多宇宙体系

    第二种类型的多宇宙体系，看起来也像第一种多 宇宙体系一样没有多少可以确定的因素。这种类型的 多宇宙体系的理论依据并不是量子力学，而是20世纪 物理学研究领域的另外—项具有革命意义的成果—— 爱因斯坦的广义相对论。爱因斯坦认为，质量极大或密 度极高的物体可以使时空结构延长。如果我们能够找 到密度接近无穷大的物质(比如黑洞)，这种延长就可 以变成一条裂缝。

    这种时空裂缝被称为虫蚀洞，从理论上来说，人们 也许可以将它作为—条捷径，通过它到达宇宙中距离 我们非常遥远的另—个地方。但是根据斯蒂芬霍金在 20世纪80年代提出的观点，虫蚀洞也有可能使我们完 全脱离我们生活的宇宙，从而创造出一个新生的“小宇宙”，这个“小宇宙”诞生后会自行膨胀和发展，并形成自己独立的时空分支。

    如果这一理论是正确的，那么现在我们应该以万亿为单位来计算这样的“小宇宙”的数量，因为据认为 我们生活的宇亩中存在数以万计的黑洞。而且这些“小宇宙”还只是自然产生的一部分；原则上“小宇宙”也有 可能通过人工方法制造出来。本世纪80年代末，麻省 理工学院物理学家艾伦·古思提出，人类也许可以在实 验室中利用几磅重的物质创造出一个“小宇宙”，方法 是将这几磅重的物质压缩到与黑洞相当的密度。

    在未来的100年时间里，我们是不会掌握这种技 术的——甚至有可能在未来10亿年时间里我们还是 无法做到这—点。但是，—个足够先进的文明也许有能力掌握创造“小宇宙”的复杂技术——甚至还有可能在科学博览会上出售制造“小宇宙”的成套工具。不幸 的是，容纳这样一个宇宙的新时空将由于黑洞瓶颈(它会破坏任何从其中穿过的东西)的存在而同我们的宇宙永远割裂开来，因此这种新时空将像量子论的多世 界诠释的那些时空—样永远无法被人们发现。

“涡轮增压”多宇宙体系

    但是除此之外还有另一种类型的多宇宙体系，而且这次人类有可能会发现它的存在——尽管这种可能性受条件因素的影响很大。

    自1965年以来，天文学家已经 掌握了许多有力的证据证明宇宙始 于创世大爆炸，自那时起所有的东西一直都在向外扩 张。但是在本世纪70年代和8O年代初，美俄两国的物 理学家(包括古思在内)认识到，在宇宙刚刚诞生的的 候控制着宇宙的强大能量场也许对宇宙的扩张产生过 涡轮增压作用，这种作用迫使宇宙急速“爆裂”——或 者称为“膨胀”——其速度是光速的许多倍(光速上限 不能被在宇宙中运动的物体打破，但是宇宙本身却不 受这—普遍的速度极限的制约)。

    到目前为止，我们谈论 的还只是一个宇宙——尽 管这个宇宙比我们目前所能看到的一小块(跨度只有 300亿光年)要大得多。但是后来，包括移居海外的俄 国人安德烈. 林德在内的许多科学家意识到这种膨胀 的可伸缩性比任何人以前想象的都要大，甚至在正常 宇宙中亚原子粒子大小的区域内也有可能纯粹由于偶 然的原因而出现高强度能量场(强度相当严宇宙形成 初期的能量场)。

    因此，我们的宇宙也许是在一个早就存在的宇宙中形成的不断膨胀的“泡泡”，我们可以将这个早就存在的宇宙更好地称为元宇宙。同我们的宇宙一样，其他 类似的“泡泡”也可以很容易地形成。

    但是如果膨胀产生的“泡泡”可以在—个早就存 在的元宙宇中扩展开来，那么、它也有可能突然从我们 生活的宇宙中冒出来。我们的宇宙也许—直都在萌生 新的宇宙，事实上这些越吹越大的“泡泡”可以膨胀到 不可思议的程度，而且它们可以沿着各自的前进道路 发展变化。这些新宇宙中的自然法则和物理现象也许 同我们所熟悉的截然不同——举两个例子来说，也许 这些宇宙中的引力非常强大以至于它们几乎立刻就发 生了塌缩，或者引力非常微弱以至于恒星永远无法形 成。接下来、它们可能又会生出其地的宇宙，因而自己 也变成元宇宙，宇亩可以在这样的元宇宙中以一种 无穷无尽的方式不断地萌生出新的宇宙。

英美科学家:还有一个看不见的宇宙
2001/04/16 09:58
摘自：科技之光

    英国剑桥大学和美国太空望远镜协会的科学家正在研究一种宇宙形成的新理论。这一理论认为，大爆炸发生前，宇宙还曾发生过另外一次大震荡，这意味着可能还有一个看不见的宇宙与现有的宇宙共存。

    这一称为“M论”的理论是由美国普林斯顿大学的保尔·斯坦哈特教授提出的，它主要研究宇宙大爆炸发生前的事件和时间。该理论认为，宇宙共有11维空间，其中6维因绕成微小丝状可忽略不计。大爆炸发生前，宇宙是由两个4维平面构成的，其中一个平面是我们今天的宇宙，另外一个是“隐藏”的宇宙。研究人员称，这一隐藏宇宙的随机波动，使其产生变形和接近我们的宇宙。当它“溅”入我们所在的宇宙时，撞击产生的能量在大爆炸中转化为现在宇宙的物质和能量。

    据认为，这一理论解释了宇宙为什么膨胀及如何膨胀等有关宇宙的重要细节，其研究结果将可能揭示出150亿年前大爆炸发生前宇宙发生了什么。目前，这一理论仍处于研究阶段，但已引起了天文学家的关注。英国剑桥大学的马丁·瑞斯教授说，这一有关大爆炸发生前早期宇宙的看法，强调了宇宙与微观世界的联系，但只有等人们对空间和时间有了更深入的认识后，这些观点才能进一步确认。（小狄）

宇宙其实有两个
《北京青年报》2001/04/24

    本报记者　田利平报道　美英几位物理学家日前提出的关于宇宙起源的新学说一鸣惊人：在“五维空间”中存在我们的宇宙和另外一个“隐藏”的宇宙。这一理 论立刻引起宇宙学家的普遍关注。

　　中国科学院北京天文台原台长李启斌教授昨天从新闻媒体上看到这一消息后， 马上登录美国普林斯顿大学物理系网站查找到相关论文。经过仔细阅读之后，李教 授认为，这一学说将为宇宙起源的研究开创一个新的局面，因此受到科学界的普遍 关注是必然的。

　　李教授说，由于被多年来不断发现的实际天文观察证据所支持，“宇宙大爆炸” 学说如今已被科学界普遍接受。目前大爆炸发生1秒之后的宇宙膨胀历史都符合这一 学说，但是如果追溯到150亿年之前宇宙年龄为10的负35次方秒的时候，宇宙应该被 压缩到一个直径3毫米的区域中，但是在这么早的时候，速度最快的光线只能行进大 约10的负25次方厘米。因此这一时间段宇宙究竟发生了什么人类一直不得而知。

　　李教授认为，新理论不仅解释了这一问题，而且运用了物理学的新理论“超弦”， 这些都是开创性的。此前“宇宙大爆炸”理论运用的是爱因斯坦的量子理论。

　　新理论是由美国普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学和英国剑桥大学的物理学家们 共同提出的。他们认为，我们的宇宙和一个“隐藏的”宇宙共同“镶嵌”在“五维 空间”中。在我们的宇宙早期，这两个宇宙发生了一次相撞事故，相撞产生的能量 生成了我们宇宙中的物质和能量。

　　有趣的是，当有人提问，如果这一学说是正确的，那么会不会有另外一个宇宙 从“五维空间”中出来将我们毁灭？提出这一学说的普林斯顿大学天文物理学家斯 坦哈特教授回答说，这是可能的。“过程总是会重复它们自己”。

　　李启斌教授说，在人类不断寻找的物质世界各种规律中，宇宙的起源将是其中 的提纲挈领。当他给中小学生作报告的时候，最常被提到的6个问题中排在第二位的 就是宇宙的起源，仅次于“外星人”。这一难题的最终破解不仅有科学意义，还有 哲学意义