【發現平行世界】

江南布衣

【發現平行世界】

 

作者: 編譯 全志鋼

 

[1] 天文物理學家認為，在我們的宇宙之外，可能還存在著別的宇宙。

 

現在要搞清楚的，就是如何能夠到達那些宇宙……

 

平行宇宙就在我們身邊。

 

沒錯，是真的。

 

其實你經常與它不期而遇。

 

比如上個周末你丟了鑰匙的時候。

 

你想過沒有︰你的鑰匙可能是溜到了一個平行世界中，躲在那裡和你藏貓貓？

 

再舉一個例子。

 

有人邀請你去參加派對，可是當時你已經又累又困，只想回家放鬆一下好好睡一覺。

 

結果，第二天你得知自己心儀已久卻從不敢向她表白的女孩去參加了這個派對，這令你懊喪不已，不禁想，要是當時去了的話，人生也許就會大不同，也許有機會和那心上人兒說說話，也許……

 

而這另外一種可能性，也就是一個平行宇宙。

 

現在，你明白這是怎麼回事了嗎？

 

其實你早就對我們的主題有所了解了，對不對？

 

什麼？

 

你覺得這只不過是個文字游戲，是個玩笑？

 

你錯了！

 

許多大物理學家都對這些平行宇宙興趣盎然。

 

他們的目的當然不是要去那裡尋找丟失的鑰匙，而是希望能夠找到一條道路，帶領物理學走出幾十年來面臨的死胡同。

 

那麼，我們出發吧，去物理學家們所想象的那些奇異的宇宙看看。

 

別擔心︰我們一定會把你平平安安地帶回來。

 

我們保證！
 

 

量子的宇宙 
 

說起平行世界，科幻連續劇《旅行者︰平行世界》（Sliders）的愛好者們肯定興奮不已！

 

這部連續劇的大致內容是︰

 

物理系大學生昆‧邁洛里（Quinn Malory）製造了一台可以穿梭往返于不同的平行世界之間的機器；

 

在每一個平行世界中，歷史的發展都與我們所知的不同︰

 

恐龍仍然生活在世界上，30歲以上的人才享有政治權利……

 

當然，這純粹是一個科幻故事，不過，理論物理學家們並不排除這種世界存在的可能性。

 

而且，他們甚至需要借助平行世界來解決一些非常奇怪的實驗結果。

 

這些實驗的目的都是為了驗證量子物理學這一天才理論而進行的。 
 

這門物理學描繪的是無窮小的世界︰

 

原子和構成原子的基本粒子（質子、中子、電子）。

 

在這麼小的級別上，是無法對事物及其位置加以準確描繪的。

 

它們都處在不同狀態的疊加之中，而每種狀態都具有不同的存在可能性。

 

為理解這一點，我們舉一個現實世界的例子。

 

你有5個藍色珠子和5個紅色珠子。

 

你把它們都放到一個紙盒子裡，封好盒子。

 

這時你可以說︰“我的盒子裡有一些藍色或紅色的珠子。”

 

好了。

 

現在，我們來看看量子的世界。

 

你要作好思想準備了！

 

因為，在這里，每一個珠子都既是紅色的又是藍色的。

 

它同時擁有兩種顏色(這便是我們所說的疊加狀態）。

 

只有當你把一個珠子抓在手裡查看時，它的顏色才“確定”下來︰

 

要麼是紅色的，要麼是藍色的，兩種可能性是均等的。

 

是的，別緊張，大家都和你一樣，覺得這種現象很奇怪。

 

不僅如此，接下來的小實驗將向你展示這種狀態疊加的一個具體結果。 
 

從盒子裡隨機取出4個珠子。

 

比如你取出了3個紅色珠子和1個藍色珠子。

 

這個結果，不管是從傳統物理學還是從量子物理學的角度來看，都是有價值的。

 

但如果你用你得到的這4個珠子再來做一次抽簽的話，其結果便會令人困惑。

 

把它們放到另一個盒子裡，再一個個地把它們取出來。

 

從傳統物理學角度來看，你取出來的一定會是3個紅色珠子和1個藍色珠子。

 

而在量子物理學的世界中，你取出來的，可能是4個紅色珠子，也可能是4個藍色珠子，甚至可能是2個紅色珠子和2個藍色珠子，等等。

 

是的，你的理解是正確的︰

 

有些珠子改變了顏色！

 

這是可能的，因為量子的珠子同時具有兩種色調。

 

在每一次抽簽時，它們都有可能改變顏色。

 

這听上去令人瘋狂，但通過一些非常嚴肅的實驗，人們確實觀察到了類似的結果︰

 

區別不同電子（原子的一個組成成分）的某些屬性（不包括顏色，因為電子沒有顏色）會發生這樣的改變。

 

 

世界無限的可能性 
 

別緊張，一個粒子可以同時存在于兩個不同狀態之中，這不僅令你困惑，也令許多物理學家不解。

 

他們尤其無法解釋的是，為什麼珠子的顏色必須要被看到（在物理學上，這意味著對珠子的狀態進行測定）後才能確定下來。

 

正是為了破解這個奧妙，物理學家們設想了量子平行世界的存在。

 

再以珠子為例。

 

在將它抽取出來之前，它既是紅色的也是藍色的。

 

當你將它從盒子里拿出來看到它時，這個宇宙就一分為二了︰

 

在一個宇宙中，珠子是紅色的，而在另一個中，它是藍色的。

 

這樣，確定顏色的問題就解決了。 
 

將這個設想推廣到我們的日常生活中，結果就是︰

 

存在著大量不斷分化著的平行宇宙。

 

你猶豫著是該進A門還是B門？

 

在一個宇宙中，你會走進A門，而在另一個宇宙中你會走進B門……

 

因此，在我們身邊，存在著無窮多的我們看不到的平行世界。

 

為了解釋這一點，美籍日裔物理學家加萊道雄（Michio Kaku）用電台廣播作了一個比喻。

 

實際上，各個電台的電磁波都持續地籠罩著你的家。

 

而你能听到的只是其中一個——你的收音機所設定的那個。

 

通過改變頻率，你可以過渡到另一個“平行”廣播之中。

 

而我們所生活的世界正如被設定在一個頻率上的收音機。

 

假如我們能找到改變頻率的按鈕，我們就能像《旅行者》中所描繪的那樣，從一個宇宙穿行到另一個宇宙…… 
 

但你也許會說，這里還存在著一個問題。

 

量子物理學所主宰的是無窮小的世界，而不是我們的世界。

 

實際上，量子物理學的定律與現實世界脫節，這的確是目前物理學所面臨的一大問題。

 

因為物理學定律隨著大小層級發生變化，這本身就是毫無道理的！

 

許多物理學家一起在努力想要創立一門能與我們這個層面的世界甚至能與星球、星系的層面的情況相符合的量子物理學理論。

 

如果他們能成功，平行宇宙就可能成為這一理論的一個合理結果。

 

這令人浮想聯翩，不是嗎？

 

 

泡泡狀的宇宙 
 

為什麼有的東西會轉瞬即逝？

 

難道這只是一個疲憊不堪、瀕臨崩潰的記者的胡言亂語？

 

不，這是物理學家們正在努力探索的一個真真切切的問題。

 

他們越是仔細分析物理學的定律，就越覺得我們的存在真是幸運。

 

不僅是我們人類，連所有的恆星、星系的存在，都是物理學常量所造就的奇跡。

 

其中最著名的一個常量就是光在真空中的速度（300000公里/秒）。

 

這樣的常量還包括︰電子的質量、引力常量G……

 

物理學家們在他們的方程式裡使用了那麼多確定的值以描繪我們的世界。

 

多虧了它們，物理學家們才能解釋原子的穩定性、解釋月亮繞著地球轉、解釋太陽為什麼會發光……

 

一旦某一個常量發生些微改變︰

 

整座物理學大廈就會崩塌。

 

原子將無法形成，將不再有恆星、不再有星系。

 

這樣看來，自從宇宙誕生之初就一直主宰著它的所有這些常量似乎是被精心設計好的！

 

這種想法的確讓人覺得溫暖……

 

但也有些荒唐。

 

因為，沒有什麼理由使得這些巧合非得出現。

 

到底是什麼讓這些常量取了這些值而不是其他的值呢？

 

面對這個問題，不妨向平行宇宙尋求答案…… 
 

其實，你可以想象一下，存在著的由自己溫馨的常量主宰著的宇宙並不是唯一的，而是有著成千上萬個，每一個宇宙都有著屬于自己的不同常量。

 

這就像是抽獎一樣，我們的宇宙投中了正確的數字組合，便使得原子、分子乃至生命得以出現。

 

真是一個特大的獎勵！

 

于是，我們才能在這裡感慨自己的幸運。

 

而其他的宇宙抽到的是錯誤的號碼，因此它們沒有產生生命的希望。

 

當然，既然它們永遠不會出現生命，也就沒有人會為此哀嘆了…… 
 

還需要搞清楚的是，這些新的宇宙是如何形成的。

 

或者說，宇宙的抽獎是何時何地舉行的。

 

就是這麼一回事！

 

想象一下，它們其中的一個被擠下了場會怎麼樣？

 

不要恐慌……

 

這種抽獎可能是在物理學上最著名最奇特的地方——黑洞進行的。

 

在黑洞裡，空間和時間被極度扭曲，物理學家們無法想象在這種環境下物理學定律會變成什麼樣。

 

于是，有一些理論便設想黑洞是通往別的宇宙的通道。 
 

如果是這樣，我們就可以把宇宙想象成一串接連而生的泡泡狀的宇宙。

 

這種設想對我們原先許多觀點都提出了質疑。

 

因為，直至今日，我們一直認為這種宇宙抽獎只進行過一次。

 

那便是137億年前的大爆炸。

 

但如果接受平行宇宙存在的觀點，就意味著這種宇宙抽獎一直在進行著。

 

造就了我們的這次宇宙大爆炸只不過是其中之一而已。

 

這種推理的結論就是︰

 

與我們原來以為的不同，大爆炸並非整個宇宙的起源，而只是我們這個宇宙的肇始。

 

在它之前，已經發生過許多次同樣的大爆炸，在它之後，同樣的大爆炸仍在繼續發生。 
 

根據這種理論，我們的常量就不那麼神奇了。

 

然而，它們是如此地精確，仍然令人驚異。

 

因為所有正確的常量聚集在一起的幾率還是微乎其微的。

 

美國天文物理學家李‧斯莫林（Lee Smolin）提出了一項補充理論用以詮釋這一驚人的現象︰

 

宇宙是一代代進化的。

 

一個世界誕生于另一個世界，並繼承了其“父親”的某些特征，包括那些常量。

 

這就有一點像父母親會把自己的部分基因傳給自己的孩子一樣。

 

這促使斯莫林開始猜想宇宙的進化是否也存在著一種自然選擇的規律。

其實，黑洞的形成並催生另一個宇宙的前提條件是存在著恆星（黑洞誕生于恆星）。

 

換言之，不能生產恆星的宇宙是沒有機會“自我繁殖”的。“繁殖力”弱的宇宙注定要消失，而“繁殖力”強的宇宙則能夠延續。

 

這樣看來，我們以及我們周遭物質的存在並不全是巧合的運氣，而是一連串類似于生物界進化的結果。

 

這種理論解釋近乎完美！  

 

那麼缺陷在哪裡呢？

 

很簡單，這項近乎完美的理論在目前幾乎是無法驗證的，盡管許多物理學家正在竭盡全力為其尋找證據。

 

如果你想助他們一臂之力的話，你也許可以申請成為志願者，縱身躍入一個黑洞之中，去看看在那條隧道的另一端是否存在著光明！

 

 

界限之外 
 

好了，為了幫你那已經過熱的神經元降降溫，我們來看最後一種最容易理解的平行宇宙吧。

 

而且，這個平行宇宙是肯定存在的。

 

怎麼會這樣呢？

 

很簡單，這另一個世界就在我們的宇宙中。

 

只不過我們看不到它，因為它太遠了。

 

不要以為要看到它只是一個時間的問題。

 

不要以為靠建造功能無比強大的望遠鏡就能看到它。

 

不，它是不可能被看到的，因為它在界限之外…… 
 

需要說明的是，這個界限指的是“宇宙的”界限。

 

宇宙界限指的是在理論上太空中可以被觀察到的最遠的地方。

 

這只是一個光線的問題。

 

其實，要看到一個東西，就必須要等到它的光線來到我們眼前。

 

這很合理。

 

然而，光線並不是像我們以為的那樣，是瞬間彌漫在太空中的。

 

光的前進速度的確很快︰

 

每秒300000公里。

 

比如，你在距離你妹妹3米遠的地方打開手電筒，手電筒的光線花0.00000001秒的時間就能到達她眼前。

 

但你要知道，在此期間，手電筒已經亮了，只是她還不知道。

 

在宇宙中也是這樣。

 

一些恆星誕生了、發亮了，但我們還不知道。

 

所有這些我們看不到光線的星體就構成了一個隱藏著的宇宙；

 

在天文物理學家們看來，這才是平行宇宙的最基本形態。

 

沒有任何跡象表明這個平行宇宙和我們的宇宙有什麼不同。

 

那裡應該和我們的宇宙中一樣，充滿了星系和恆星。

 

 

永遠無法了解的世界 
 

關于這個平行宇宙，我們唯一清楚的是它的邊界。

 

它始于以地球為中心、約450億光年為半徑的球體之外。

 

這個數字是怎麼來的？

 

是根據光速、宇宙的年齡以及宇宙擴張的情況推算出來的。

 

事實上，我們宇宙的年齡大概是140億年，我們所看到的宇宙中的光線沒有超過140億年前發出的。

 

理論上，在這140億光年以外的位置我們是不可能看到的。

 

然而，在發出這一光線的時刻和光線到達我們眼前的時刻之間，宇宙變大了。

 

因此，由于宇宙的膨脹，我們可能觀察到的宇宙的邊界就不是140億光年，而要大得多。

 

天文學家們如今認為大約是距離我們450億光年。 
 

那麼……于是所有位于這個球體之外的東西沒有足夠的時間將光線傳到我們眼前。

 

盡管宇宙界限在不斷增長（每年增長1光年），但不要指望我們有一天能看到這個平行世界。

 

隨著我們宇宙的膨脹，這個平行世界在不斷地遠離我們。

 

宇宙界限追逐著它，卻永遠抓不住它。

 

引用：http://www.skylook.org/info/info-tw/info_2557.html