多元宇宙：合理推测的科学背后

由暗能量导致的宇宙加速膨胀示意图

什么是多元宇宙？在根据漫威漫画改编的最新电影《奇异博士2：疯狂多元宇宙》中，超级英雄们在众多平行宇宙间来回穿梭，每个宇宙相似而又不同。而在美国哥伦比亚大学的理论物理学家布莱恩·格林看来，在银幕上呈现多元宇宙并不是一件坏事——即使其中有一些恐怖电影式的情节。

“我认为，如果这些想法能以各种不同的方式呈现出来，那真是太好了。”布莱恩·格林说道。《奇异博士2：疯狂多元宇宙》将多元宇宙描绘成游乐园和鬼屋的混合体，在其中一个场景中，魔法师和他的门徒穿越了一连串令人眼花缭乱的宇宙，就像掉进了万花筒一样。然而，格林表示，从一个平行宇宙旅行到另一个宇宙的想法是这部电影犯下的一个重大错误。

“这不是数学中自然产生的东西，”他说，“或许应该这么说，多元宇宙拥有各种各样的‘味。在绝大多数情况下，并不是说我可以乘坐火箭或飞船出去旅行，访问多元宇宙中的另一个宇宙。”

那么，为什么物理学家们会认为其他宇宙可能存在呢？格林表示，额外维度和平行宇宙为一些理论提供了解释的方法；可以说，如果没有多元宇宙，这些理论就没有意义。例如，描述时空的方程如果不用我们所能理解的三维空间和一维时间来表示，而是用10维或11维来表示，其效果反而是最好的。

暗能量是某种作用于时空结构本身的能量，充溢在宇宙空间中，似乎会导致宇宙的加速膨胀。暗能量假说也提出了一些难以解释的问题，例如，暗能量到底是不是宇宙学常数？如果是宇宙学常数，如何解释其理论值于测量值之间的明显差异（相差了120个数量级）？

“的确，在我们的许多理论中，构成多元宇宙的每个宇宙都有一些暗能量，但其数量会因宇宙而异。”布莱恩·格林说，“因此，如果有足够多的宇宙，那么在这个巨大的集合中，就会有某个宇宙拥有我们所观察到的暗能量。”

不难想象，多元宇宙中的一些宇宙可能与我们所处的宇宙大致相似。在这种情况下，那些宇宙中可能就会有不同版本的布莱恩·格林。“如果构成我的特定粒子集合——包括组成我大脑、记忆、思想的粒子——存在于多元宇宙中，并且这个集合也认为他就是我，那他就真的是我，”格林说道。

那么，未来的物理学发现能否为多元宇宙理论奠定更坚实的基础呢？一种可能性是，对宇宙微波背景辐射（即所谓的“大爆炸的余辉”）的研究将指向两个宇宙之间碰撞的异常现象。另一方面，大型强子对撞机（LHC）正准备以创纪录的能量水平将进行质子间的碰撞，这是一个“更好的实验例子”，或许能证明额外维度确实存在。

布莱恩·格林说：“有一个想法是，用质子猛烈撞击质子，对产生的碎片进行观察。数学计算表明，一些碎片可能会漂出我们所在的维度，并被挤压到其他维度。如果真的发生这种情况，我们就可以进行观测，因为碎片会带走一些能量。”

不过，科学家到目前为止还没有取得突破性的发现，未来还需要在更高的能量下进行探索。“我们不知道会发现什么样的数据，”格林说道。

格林目前的理论工作重点是不同类型的可能宇宙的统计分布，他还在尝试将自己的新书《直到时间尽头》（UntiltheEndofTime）改编成电影。“对我来说，这本书是我一生对科学问题的思考的总结，当然，它也探讨了我们“比如，我们为什么在这里？意识的本质是什么？宗教到底是什么？当我们从今天展望未来时，宇宙将走向何方？以及，这些问题的答案能否告诉我们什么才是最重要的事情？”（任天）

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