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多元宇宙理论解释(附有例子)及其可行性

关键点

  • 多元宇宙是指人类观察范围以外的平行现实、未知世界和不同维度的全部集合。
  • 一些研究人员认为多元宇宙的概念是无法证明的。然而,对它的信仰在历史上一直存在,并且甚至传播到现代娱乐界。
  • 存在多种理论,包括多世界理论、黑洞多元宇宙理论和m理论。

什么是多元宇宙理论?:完整解释

多元宇宙理论暗示宇宙中存在的东西比我们所见到的要多。如果你想观看一个展示平行维度的精彩节目,可以试试netflix上的《怪奇物语》。

©gaudilab/shutterstock.com

多元宇宙理论假设科学所称之为“宇宙”的巨大空间并非一切的存在。即使我们可见宇宙的星星和星系延伸到无限远,仍有理论提出其他宇宙可能存在于平行维度,或者我们自己宇宙的巨大区域只是许多类似宇宙的宇宙中的一个。

如果存在多元宇宙,那么所有存在的总和将包括许多宇宙,可以被视为“替代现实”,“平行宇宙”,多个时间轴和多世界解释。由于其他宇宙的存在在科学史上一直是一个玄学的概念,许多研究人员目前争论多元宇宙理论几乎无法通过现实世界的研究方法证明或否定。

尽管如此,仍然有着名的物理学家相信多元宇宙模型提供了解释量子粒子(如光子和电子)表现出违反逻辑的奇怪行为的最佳解决方案。多元宇宙理论是科学家们辩论的主题,可能要以一颗盐粒的形式接受,但以下指南将为希望思考并对其合理性做出自己判断的人解释了这个理论。

多元宇宙理论:确切定义

多元宇宙理论是一种科学模型,将所有存在描述为存在于平行宇宙、更高维度或其他超越我们可观测宇宙的空间区域中的多个宇宙的集合。

多元宇宙理论是如何工作的?

可以通过多种方式建立多个宇宙的模型。我们自己可观测的宇宙可能存在于空间区域或“泡沫”中,其中存在许多其他宇宙,或者可能存在存在于不同时间轴上的平行宇宙。还有可能存在着更高维度,在这个n维矩阵中可以存在许多类似我们的三维宇宙。

物理学家max tegmark提出了一个将多元宇宙分类为四个级别的理论,其中较高级别的宇宙扩展了较低级别的宇宙。该理论将其他宇宙的第一级描述为仅仅是超出我们可见宇宙范围的宇宙。多元宇宙中的第二级宇宙位于我们自己星系团之外的“泡沫”中,与我们自己的宇宙相隔无数个没有星系或星星的空间区域。事实上,在20世纪30年代之前,人们认为我们的银河系是一个完整的宇宙,一些科学家将其他星系称为“孤立宇宙”。

第三级宇宙也被认为是三维的,就像我们自己的宇宙一样,但它们通过量子相互作用与其他宇宙分离,形成一个无限分支的多宇宙。泰格马克将第四级定义为一切存在的综合理论,其中所有多宇宙理论和不同类型的平行宇宙都必须以某种方式存在于这第四个完全无限的宇宙集合中。

多宇宙理论的起源

多个宇宙的思想可以追溯到早期,早在古希腊时期就有了。多个世界理论的第一个记载例子出现在古希腊的原子主义哲学中。尽管科学直到许多世纪后才证实原子的存在,但当时的一些学者相信所有物质都由他们称之为原子的微小不可分割的粒子组成。这个理论的一部分提出这些粒子的碰撞会产生新的世界。

另一种古代哲学思想,由哲学家克里西泡斯提出,认为宇宙很可能结束并重新创造,这将意味着无限数量的宇宙在过去和未来存在。

“多宇宙”这个术语最早的使用被认为是美国哲学家和心理学家威廉·詹姆斯在1895年使用的。然而,它并没有用来表示多个世界或宇宙。在这种情况下,这个术语指的是对自然现象的各种解释。

最早使用这个术语来描述平行宇宙连续体的是著名的小说作家迈克尔·穆尔科克。穆尔科克首次在他于1963年出版的中篇小说《断裂的世界》中创造了这个术语。多宇宙在他的小说中继续是一个重要的概念和背景,他的小说将英雄置身于其他存在层面,在那里他们与神明和恶魔战斗。

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直到20世纪后期,数学家和物理学家才开始相信多宇宙理论可以更好地解释量子理论,并解释我们自己宇宙的起源,即在被称为“大爆炸”的事件之前,我们的宇宙从一个非常小而密集的点迅速膨胀成我们今天观察到的广阔宇宙。

多宇宙理论的例子

许多世界理论

现代多宇宙理论的一个重要例子是物理学家和科学普及者布莱恩·格林提出的“许多世界理论”。尽管平行宇宙对大多数人来说仍然具有虚构的色彩,但这个想法似乎正在获得理论物理学家的接受。其中一些人认为这是解释亚原子粒子奇怪行为的一个合理解释。布莱恩·格林等多宇宙理论发现,将量子粒子描述为分支进入不同的平行宇宙可以优雅地解释它们的悖论。

像max tegmark一样,格林也为不同类型的多宇宙设计了自己的分类系统。一个例子是,无限性的本质导致任何可能性都会发生,这是由于无尽的可能性连续不断的定义。这个模型被称为“拼接”多宇宙。格林还描述了一个众所周知的多宇宙模型,称为“薄膜”。薄膜存在于更高维度上,在更高维度上有大量的薄膜碰撞形成三维宇宙,如我们所处的宇宙。这个理论在使用更高维度解释现实结构的弦理论中得到了应用。

黑洞多宇宙

物理学家仍然不确定在黑洞中遇难的物体会发生什么。对于被拉入黑洞内部的恒星和其他物体会发生什么的思考导致一些科学家推测我们自己的宇宙可能是从黑洞的另一侧出现的平行宇宙,并且有大量的这种宇宙是由黑洞孕育出来的。

m理论

弦理论导致了几种多宇宙理论,以解释量子粒子的行为,这些粒子会出现奇怪的现象,比如瞬间传送、纠缠等,尽管它们之间的距离相隔甚远,甚至同时存在于多个状态或位置中,这给数学家提出了一个难以验证的悖论。其中一种理论被称为m理论,它是弦理论中的一种流行解释,它将现实最基本的组成部分描述为一维的振动在不同频率下定义了它们在现实结构中的性质和功能。

m理论和弦理论都是提供一个将可观察的宏观世界的物理学与微观量子物理学相结合的单一理论的尝试。弦理论和m理论假设除了我们所交互和观察到的三个维度(高度、宽度和长度)之外,还存在其他维度。对于额外维度的更大支持来自于量子理论的数学在由10个或更多空间维度以及一个或多个时间维度组成的现实模型中运作得更好。

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