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第345章 前景

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“怎麼樣?你們都說了些什麼?”回到住處,張曉辰就被華謹和南宮離一陣盤問。

她們在花果山的幾天已經自行在張曉辰和唐小雨的家旁邊弄好了自己的洞府,在孫悟空的默許下他們倒是一點也不客氣。

張曉辰一時間還有些懵,只草草說了幾句就回到家裡回憶那些需要驗證和總結的現有資料以及方法。

看著人去樓空的房間,張曉辰一時也有些悵然若失。

過了許久,稍微回過神來點的張曉辰進入入定狀態。

他知道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,透過諸如宇宙微波背景輻射探測、大尺度物質分佈測量等,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。

如果全球製造量子計算機的努力能夠成功。那麼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啟示。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。<axtegark)熱衷於研究平行宇宙,他說道:“對於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》雜誌裡,有一篇由他所寫的關於平行宇宙的專文,文中他將平行宇宙分成四類。

根據泰馬克的分類,越處於上位的宇宙,越容易擴張,越容易涵蓋處於下位層次的宇宙。

第一層:視界之外

即其他哈勃體積,具有不同的初始條件

如果空間是無限的,而且物質分佈在大尺寸上是足夠均勻的,那麼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你一樣的外表、姓名、記憶的人。

無限多和我們可觀測宇宙大小一樣的區域確實存在,在那裡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。

第一層平行宇宙的存在證據

也許這些推斷看上去都很瘋狂,而且違反直覺,但這個空間無限大的宇宙學模型確實是市場上最簡單也是最流行的。它是宇宙學和諧模型的一部分,與所有觀測證據一致,而且被用作天文學會議大部分計算和模擬的基礎。相反、分形宇宙、封閉宇宙、多連通宇宙倒是受到了很多觀測的挑戰。

但是第一層平行宇宙的觀點,曾經也是有過爭議的事實上,梵蒂岡教廷就曾把上述觀點看作異端邪說,並以其為理由之一,於1600年在火刑柱上燒死了布魯諾),所以讓我們來回顧一下這兩種假設無限空間和“足夠均勻”的分佈)的地位。

空間有多大。從觀測來看,我們宇宙大小的下限已經戲劇性地增長了很多,並且沒有停下來的跡象圖1.2)。我們都接受這樣的事實,即我們暫時看不見,但經過移動或等待後可以看見的事物是存在的,例如地平線之下的船隻。

宇宙視界之外的物體也一樣,隨著更遠的光花更多的時間到達我們這裡,可觀測宇宙的半徑每年都擴大一光年。既然我們都在學校學過簡單的歐幾里得空間,所以很難想象空間不是無限的——誰能想象某處插著幾塊牌子,上書“空間到此結束,當心下面的溝”。

但愛因斯坦的引力理論允許空間是有限的,只要是以不同歐幾里得空間的方式相連,例如四維球或一個甜甜圈的拓撲結構,從而使朝一個方向的旅行最終可以把你帶到相反方向。

宇宙微波背景輻射可以用來細緻檢驗這樣的有限模型,但至今還沒有給出任何支援——平坦的無限模型非常符合觀測資料,而空間彎曲和多連通拓撲結構的模型都有很強的限制。

而且,空間無限宇宙是暴脹宇宙理論的直接預言。下面所列出的暴脹理論的巨大成功進一步支援了空間就是像我們在學校裡學的一樣簡單而無限。

大尺度的物質分佈有多均勻呢。在一個“島宇宙”模型裡,時間是無限的,但物質都集中在在一個有限區域,於是第一層平行宇宙幾乎所有的成員都死氣沉沉的,只有空空的空間。

在歷史上這樣的模型曾經流行過,一開始認為這個島就是地球和裸眼可見的天體,在20世紀早期認為銀河星系的已知部分。另一個非均勻的選擇就是分形宇宙,其中物質分佈是自相似的,宇宙星系分佈的所有結構都只是一個更大的自相似結構的一小部分。

島宇宙和分形宇宙的模型都是最近的觀測推翻了。三維的星系分佈圖顯示,觀測到的特殊大尺度結構星系群,星系團,超星系團)讓位給大尺度上的單調均勻,自相似結構都不超過1024米。更量化一下,設想在不同的隨機位置上放置一個半徑為r的球,測量裡面每次包含多少質量,並計算每次測量值的變化,用標準偏差△來表示。

已知測量的相對波動△,在r~3x1023米的尺度以下,偏差在1的量級,而在更大的尺度上,偏差變小。

斯隆數字巡天計劃soandigitaskysurvey)顯示,在r~3x1025米的尺度上△就只有1了,而且宇宙微波背景輻射的測量也確認,均勻化的趨勢一直延續到我們的可觀測宇宙邊緣r~3x1027米),這時△~105。

不考慮認為宇宙的設計整個就是愚弄我們的懷疑論論調,觀測結果明確表明:我們熟悉的空間必然延伸到可觀測宇宙之外,那裡也同樣充滿星系、恆星和行星。

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