||
题记:从25个主要问题结束到现在决定继续,是因为不想有一个未完的事情总在内心制造遗憾和骚扰,所以继续从26个问题开始,随遇而安地进行。从宇宙的特征到人类社会的规律,下面的这100个相对较小的问题将分布在科学的各个领域,一些问题可能是上面25个核心问题的某一个方面或某一个片段;另一些问题本身可能就是某个领域的重大问题;有一些问题将只能在下个世纪才能得到回答,而有些问题则可能很快会有答案。当然很多问题将改变或消失或产生和孕育新的科学问题,下面我们依然参照原来的版本继续逐一介绍这100个前沿科学问题。由于从第26个问题开始科学杂志对问题的介绍非常简陋,所以翻译整理将更多参杂了演绎的成分,所以内容的科学性由于个人认识的局限即便尽力而为也无法完全保障,就当抛砖引玉引以为乐,材料的组织当然也来自网络介绍或科学文献,无法逐一列举引用以表示尊重。另外为了适应多媒体时代发展,每篇科学问题都尽量添加相应视频以提高其科普效果。
26.我们人类所生存的宇宙是唯一的吗? Is ours the only universe?
如今有相当数量的量子物理学家和宇宙学家正在试图弄清楚一个越来越觉得有可能的问题:我们人类所生存的宇宙是否仅仅是某一个更大的多重宇宙的一部分。这个匪夷所思的思想或认识来源于量子物理和宇宙大尺度上某些无法解释和理解的物理现象。但是其他科学家则认为这个根本不可能被证实想法应该仅仅是一个哲学家去思考的哲学问题,作为实证的科学而言,这只是一种不切实际的想象而已。
然而多重宇宙或平行宇宙的思想却可以用来解释许多让人匪夷所思的现象和数学结构,比如量子力学中具有类空间隔(类空间隔就是两事件的时空间隔满足“两事件之间不可能用超过光速的信息进行联系”,也就是两个遥远而无法产生任何信息联系的不同时空)的两个物体间鬼魅一样的纠缠响应,以及求解宇宙学方程中所提出的连接宇宙遥远区域两个不同时空的狭窄隧道或时空细管,俗称为虫洞,学术上又称为爱因斯坦-罗森桥。“虫洞”的概念最早是由奥地利物理学家路德维希·弗莱姆于1916年提出,并于1935年由爱因斯坦及纳森·罗森加以完善,所以叫爱因斯坦-罗森桥(如图1所示)。
图1 爱因斯坦-罗森桥的示意图(图片来自网络,侵删)
然而虫洞这个东西现在还只是人类头脑中的一种想象,只是理解宇宙方程存在奇怪解或引力奇点时所产生的某种特殊数学结构。但无论如何不同时空之间的这种连接是否暗示了宇宙具有多重的复杂结构,而不同宇宙之间有时会通过时空奇点间的奇异边界连接起来,而有时由于能量尺度或引力强度不够,我们人类只能生活在某一个能量层次的宇宙泡之中,无法跨越能量超大的宇宙泡上的奇点或通过虫洞进入另外的一层宇宙。
这个具有科幻般色彩的多重宇宙的数学结构想,却似乎可以用来解释很多至今也无法完美解释的东西,比如那个不可思议的虫洞或许可以用来解释量子纠缠,比如那个多重宇宙的存在可以解释为什么我们观察不到暗物质。多重宇宙的另一类型称为平行宇宙,或有些人直接就把多重宇宙称为平行宇宙,利用平行宇宙可以解释对量子纠缠态的测量,因为测量其实并不存在匪夷所思的塌缩现象,你测量到的结果只是平行宇宙里的一个世界的观测结果,你只看到了一个结果,所以根本不存在的所想象的塌缩。
图2 多重宇宙泡的想象图(图片来自网络,侵删)
然而这些解释现在看来依然像神话,因为你说鬼或灵魂是存在的我根本无法反驳,因为你说鬼或灵魂在另一个平行世界里或进入了一个更高的维度,我也根本没有办法否认,因为也许你死去了真会到另一个世界继续活着。这个听起来虽然很不像科学,但可以解释某些事物或人为何忽然出现,又忽然消失,而说不定哪时候死去的你又会忽然出现,这谁都不能说这不可能。然而这个听起来很酷的多重宇宙思想虽然表面上哲学味道很足,但却依然被宇宙学家和数学家以及相信它的人演绎出来很多类似科学特征的东西,比如不同层次的宇宙和多重宇宙泡(如图2所示),以至于现在成了一种被人们所关注的一个科学问题,如果你能接受宇宙产生于奇点的爆炸理论,你也就应该能够接受多重宇宙的思维构想。
图3 通过虫洞连接的平行宇宙泡示意图(图片来自网络,侵删)
面对茫茫的宇宙,人类的确会因为太过渺小而无法认识整个庞大的宇宙到底存在怎样的结构,但数学和科学的蛛丝马迹都似乎在暗示人类多重宇宙的存在,那些超强引力,超大星系和超高能量爆发和暗物质暗能量所展示给我们的现象,对短暂存在的人类而言真的可能是无法理解和想象的东西。(由于科学网无法上传视频,此处暂做省略)
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-9-1 12:18
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社