宇宙是唯一的嗎？

吳炎

宇宙的起源，科學(xué)家們有著各種各樣的理論。一些人認(rèn)為宇宙只有一個(gè)，并且遲早會(huì)滅亡。另一些人則認(rèn)為只存在一個(gè)宇宙并永無休止地循環(huán)下去。還有人認(rèn)為存在多元宇宙。上世紀(jì)70年代，一些科學(xué)家提出了一種假設(shè)，即我們的宇宙只不過是許多宇宙之一，它們都有著各自的物理學(xué)定律和錯(cuò)綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，生命就在其中一切條件都恰好適宜的宇宙中出現(xiàn)。到了80年代，現(xiàn)代宇宙學(xué)中的某些理論則證明，這樣的“平行宇宙”的確可能存在。近年來，英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)“宇宙”在我們的宇宙中遺留的痕跡，他們認(rèn)為有可能證明了多元宇宙的存在。

暗能量與多元宇宙

科學(xué)家在研究宇宙膨脹時(shí)發(fā)現(xiàn)，宇宙膨脹的速度并沒有減緩，并且在大約70億年前進(jìn)入了超速膨脹階段，這個(gè)速度還一直呈加速狀態(tài)。那么，到底是什么力量讓星系越來越快地互相脫離呢？用廣義相對(duì)論來解釋，只能得出宇宙中存在著“暗能量”的設(shè)想。根據(jù)該設(shè)想，科學(xué)家開始推算在宇宙膨脹加速過程中需要“暗能量”的數(shù)量，由此又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)難以解釋的問題：“暗能量”在宇宙中的密度極小，但通過物理定律來推算，“暗能量”的密度卻比所觀測(cè)到的結(jié)果大得多！這一矛盾的研究結(jié)果，只能令科學(xué)家們轉(zhuǎn)而尋找另一種截然不同的解釋方法，其中之一就是有多個(gè)宇宙的存在。

“宇宙膨脹”產(chǎn)生更多宇宙？

科學(xué)家通過宇宙大爆炸遺留下來的輻射證實(shí)，宇宙曾經(jīng)歷過一個(gè)轉(zhuǎn)瞬即逝的超高速擴(kuò)張階段，科學(xué)家將這個(gè)階段稱為“暴漲宇宙”模型。簡(jiǎn)單地說，就是宇宙在極其短的時(shí)刻（遠(yuǎn)小于1秒），將其體積瞬間擴(kuò)大，就像吹氣球一樣。而如果膨脹的速率稍微改變一點(diǎn)兒，那我們的宇宙就不會(huì)是現(xiàn)在這樣了。因此，許多科學(xué)家開始懷疑“暴漲宇宙”模型。他們提出，我們現(xiàn)在觀測(cè)到的宇宙空間，更貼切的說法是類似一個(gè)泡沫，在宇宙之外還存在無數(shù)個(gè)泡沫，也就是說，存在無數(shù)個(gè)宇宙。所有的宇宙有著同樣的或者說類似的機(jī)制進(jìn)行各種限制，每個(gè)宇宙都經(jīng)歷了一次大爆炸，他們都是在大爆炸中誕生，并且存在著相同的物理定律。但是，并不是說所有的宇宙都能“存活”下來，只要將大爆炸的“參數(shù)”進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整，各種宇宙就會(huì)出現(xiàn)不同的情況了。

多元宇宙論的觀點(diǎn)

支持“宇宙永恒膨脹論”的科學(xué)家認(rèn)為，我們所在的宇宙只是一個(gè)更大宇宙中的其中之一，不管是我們的宇宙還是其他的宇宙都處于不停地膨脹當(dāng)中，同時(shí)之間也有更多宇宙產(chǎn)生，此論點(diǎn)也被稱為“多元宇宙論”。其他宇宙的特性與我們存在差異，但與我們所處的宇宙共存。雖然宇宙膨脹說仍然沒有切實(shí)的理論模型，但理論表明，的確可以有若干宇宙以不同的速率同時(shí)膨脹。在這個(gè)更為廣大的“多元宇宙”中，我們的“宇宙”只不過是極渺小的一個(gè)單元罷了。其他的宇宙中可能無法產(chǎn)生銀河系、恒星、行星和生命，甚至根本無法產(chǎn)生物質(zhì)。然而我們所認(rèn)為的必備條件也許并不唯一，同時(shí)修改若干常量或定律，組合得出的物理學(xué)定律體系與我們的條件大相徑庭，但卻可能營(yíng)造同樣宜于生存的和諧世界，甚至可以有生命在其中誕生。

另一個(gè)“宇宙”被發(fā)現(xiàn)的證據(jù)

不久前，英國(guó)科學(xué)家羅杰·彭羅斯稱已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸之前還存在另一個(gè)宇宙的證據(jù)。他在對(duì)宇宙微波背景輻射的研究中，發(fā)現(xiàn)了神秘的同心圓現(xiàn)象，可以認(rèn)為宇宙誕生之前還有宇宙，并且提供了在前一個(gè)宇宙中所發(fā)生事件的痕跡。根據(jù)他的研究報(bào)告稱，一共發(fā)現(xiàn)了12個(gè)同心圓輻射“印跡”，其中有5個(gè)圓具有特別的意義，分別對(duì)應(yīng)著宇宙演化歷史上5次大規(guī)模的事件。出現(xiàn)星系團(tuán)附近的神秘“圓環(huán)”的變化幅度在背景輻射上看卻顯得非常低。因此研究人員似乎開始拋棄“暴漲”宇宙模型，“暴漲”理論認(rèn)為宇宙誕生于一次大爆炸中，并在將來會(huì)繼續(xù)膨脹直到一個(gè)臨界點(diǎn)，這種宇宙模型不僅有開端，也有結(jié)束。

那么該如何解釋這些比宇宙大爆炸還早出現(xiàn)的神秘同心圓呢？科學(xué)家認(rèn)為在背景輻射中的神秘同心圓是超大質(zhì)量黑洞發(fā)生碰撞而留下的，這些超大質(zhì)量的黑洞存在于大爆炸發(fā)生之前。這就意味著我們的宇宙將出現(xiàn)一種全新的循環(huán)模式：由大爆炸和超大質(zhì)量黑洞碰撞主導(dǎo)。根據(jù)羅杰·彭羅斯介紹：“新的宇宙循環(huán)理論”意味著黑洞將消耗掉宇宙中的一切物質(zhì)，并且發(fā)生相互碰撞，最終導(dǎo)致又一次的宇宙大爆炸。

對(duì)此，羅杰·彭羅斯教授在接受英國(guó)廣播公司的采訪中提到：在我最新提出的宇宙學(xué)理論中，宇宙存在指數(shù)式的膨脹，但是這種膨脹并非萬古不變，隨著黑洞將宇宙內(nèi)的物質(zhì)全部吞噬，在遙遠(yuǎn)的未來將以大爆炸的形式再度開啟另一個(gè)宇宙。

這一發(fā)現(xiàn)并非是對(duì)大爆炸理論的否定，相反，它支持這樣一種觀點(diǎn)，即大爆炸可能發(fā)生過很多次。科學(xué)家們解釋說我們生活于一個(gè)“循環(huán)”的宇宙中——當(dāng)我們的宇宙終結(jié)，標(biāo)志著一個(gè)“世代”的結(jié)束。但是它會(huì)立即引發(fā)一次大爆炸，從而產(chǎn)生一個(gè)新的“世代”，也就是一個(gè)新的宇宙，這樣永恒循環(huán)。 兩位著名宇宙學(xué)家——普林斯頓大學(xué)的保羅·斯泰恩哈特和牛津大學(xué)的尼爾·圖洛克曾出版圖書表示：“無論是時(shí)間還是宇宙都沒有開始或者結(jié)束。宇宙進(jìn)化過程是循環(huán)往復(fù)的，‘大爆炸每一萬億年發(fā)生一次，每一次都伴隨著新物質(zhì)和新輻射的產(chǎn)生，并形成新的星系、恒星、行星以及生命。我們不過是最近一次循環(huán)的組成部分。”

【責(zé)任編輯】蒲暉