天文在线|宇宙中存在另一个你吗？——关于平行宇宙的几点设想
平行宇宙是一个被很多人使用的词 ， 但并不是每个人说这个词的时候意思都是一样的 。 读者克里斯·奥尔森写信来 ， 特别询问了两个不同的意思：永恒的量子力学和永恒的膨胀之间有什么联系？如果存在的话 ， 又是以什么方式联系的 。 我们能区分它们各自所暗示的平行宇宙吗？
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对于人们所说的“平行宇宙”(Multiverse)与“宇宙”(Universe)相对立的含义 ， 有很多不同的可能性 ， 所以让我们来分析一下 ， 从最不保守的(新假设最少的)开始 ， 然后继续讨论越来越多的推测性 。
1）我们无法观测到的宇宙 。 当我们说到“宇宙”时 ， 我们通常指的是我们可以观测到的宇宙 。 由于宇宙中我们知道和认识的宇宙始于一个事件我们知道热大爆炸,——大约138亿年前,一个热的、稠密的、充满物质和辐射的宇宙在它自己的重力作用下出现 ， 并开始膨胀、冷却和坍缩成块 。 我们所能看到的东西基本上是有限的 。 信号可能就在那一刻出现 ， 以光速毫无阻碍地穿过不断膨胀的宇宙 ， 然而 ， 信号可能经过的距离是有限的 。 在我们的宇宙中有常规物质 ， 暗物质 ， 暗能量 ， 中微子 ， 辐射和我们所知道的一切 ， 这相当于461亿光年的距离 ， 以我们为中心 。
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图片来源:维基共享用户弗雷德里克·米歇尔和阿兹科尔文429 ， 由我标注 。
但是 ， 我们没有理由相信宇宙的空间不够大 。 我们所知道的不可观测的宇宙还没有足够的时间到达我们这里 。 随着时间的推移 ， 越来越多的宇宙将在我们的有利位置呈现给我们 ， 甚至包括暗能量 。 但是还有多少呢?根据我们所能观测到的空间曲率 ， 与我们所能观测到的相比 ， 存在的东西在所有维度上至少是我们所能观测到的东西的250倍 ， 这意味着宇宙的体积是我们所能观测到的空间的(250^3)或超过1500万倍 。 它甚至可能是无限的 ， 尽管我们不确定 。 然而 ， 这只是平行宇宙最保守的版本:更多像我们这样的东西 。 但也有可能…
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【天文在线|宇宙中存在另一个你吗？——关于平行宇宙的几点设想】图片来源:博克等人(2006,astro-ph/0604101)；E. Siegel修改 。
2）在膨胀结束的地方有不同的宇宙“口袋” 。 大爆炸可能是我们所知的“我们的”宇宙的开端 ， 但不可能(也不准确)向后推断出一个任意热的、稠密的状态 。 相反 ， 我们知道(从宇宙微波背景)宇宙在大爆炸时达到的最高温度不超过10^3 K 。 目前看来这是一个很大的数字 ， 但是它的高温热还未到达到普朗克尺度 ， 一个奇点 ， 或者导致我们所知道的物理定律失效 。 它告诉我们的一件事是 ， 在大爆炸之前 ， 还有别的东西 ， 与我们所认为的宇宙膨胀的初始条件相一致 。 膨胀只是宇宙大爆炸之前的一段时间 ， 是大爆炸创造了宇宙 。
被拉伸的平面 ， 在膨胀结束之前产生的所有残余粒子都是空的 ， 到处都有相同的温度和能量密度 ， 包含了一个均匀的波动谱 。 膨胀就像一个滚下山的球 ， 只是它是一个量子球 ， 所以它会(或不会)滚下山的每个位置都有概率 。
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图片来源:E. Siegel 。 当一个球滚进山谷时 ， 宇宙膨胀就结束了 。 但膨胀领域是一个量子领域(中间) ， 随着时间的推移而扩散 。 虽然空间的许多区域(紫色、红色和青色)将看到通胀结束 ， 但更多区域(绿色、蓝色)将看到通胀持续 ， 可能是永恒的(底部)
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