宇宙是唯一的嗎？

吳炎

假如球面上有一只小螞蟻，在探索未知世界的感情鼓舞下，想看看世界的盡頭是什么樣子，于是努力地往前爬去，一直向前一直爬下去，總可以走到世界的邊緣，它的邏輯是這樣的。可是它不明白這是徒勞的。也許宇宙根本沒有邊緣，是因為我們所處的維度限制了我們的思維，即便有，可能也不是我們想象的那個樣子。

宇宙的起源，科學家們有著各種各樣的理論。一些人認為宇宙只有一個，并且遲早會滅亡。另一些人則認為只存在一個宇宙并永無休止地循環(huán)下去。還有人認為存在多元宇宙。上世紀70年代，一些科學家提出了一種假設，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定律和錯綜復雜的結構，生命就在其中一切條件都恰好適宜的宇宙中出現。到了80年代，現代宇宙學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，英國科學家發(fā)現了另一個“宇宙”在我們的宇宙中遺留的痕跡，他們認為有可能證明了多元宇宙的存在。

暗能量與多元宇宙

科學家在研究宇宙膨脹時發(fā)現，宇宙膨脹的速度并沒有減緩，并且在大約70億年前進入了超速膨脹階段，這個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？用廣義相對論來解釋，只能得出宇宙中存在著“暗能量”的設想。根據該設想，科學家開始推算在宇宙膨脹加速過程中需要“暗能量”的數量，由此又發(fā)現了一個難以解釋的問題：“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”的密度卻比所觀測到的結果大得多！這一矛盾的研究結果，只能令科學家們轉而尋找另一種截然不同的解釋方法，其中之一就是有多個宇宙的存在。

“宇宙膨脹”產生更多宇宙？

科學家通過宇宙大爆炸遺留下來的輻射證實，宇宙曾經歷過一個轉瞬即逝的超高速擴張階段，科學家將這個階段稱為“暴漲宇宙”模型。簡單地說，就是宇宙在極其短的時刻（遠小于1秒），將其體積瞬間擴大，就像吹氣球一樣。而如果膨脹的速率稍微改變一點兒，那我們的宇宙就不會是現在這樣了。因此，許多科學家開始懷疑“暴漲宇宙”模型。他們提出，我們現在觀測到的宇宙空間，更貼切的說法是類似一個泡沫，在宇宙之外還存在無數個泡沫，也就是說，存在無數個宇宙。所有的宇宙有著同樣的或者說類似的機制進行各種限制，每個宇宙都經歷了一次大爆炸，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”進行細微的調整，各種宇宙就會出現不同的情況了。

多元宇宙論的觀點

支持“宇宙永恒膨脹論”的科學家認為，我們所在的宇宙只是一個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中，同時之間也有更多宇宙產生，此論點也被稱為“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膨脹。在這個更為廣大的“多元宇宙”中，我們的“宇宙”只不過是極渺小的一個單元罷了。其他的宇宙中可能無法產生銀河系、恒星、行星和生命，甚至根本無法產生物質。然而我們所認為的必備條件也許并不唯一，同時修改若干常量或定律，組合得出的物理學定律體系與我們的條件大相徑庭，但卻可能營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“宇宙”被發(fā)現的證據

不久前，英國科學家羅杰·彭羅斯稱已經發(fā)現了宇宙大爆炸之前還存在另一個宇宙的證據。他在對宇宙微波背景輻射的研究中，發(fā)現了神秘的同心圓現象，可以認為宇宙誕生之前還有宇宙，并且提供了在前一個宇宙中所發(fā)生事件的痕跡。根據他的研究報告稱，一共發(fā)現了12個同心圓輻射“印跡”，其中有5個圓具有特別的意義，分別對應著宇宙演化歷史上5次大規(guī)模的事件。出現星系團附近的神秘“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”理論認為宇宙誕生于一次大爆炸中，并在將來會繼續(xù)膨脹直到一個臨界點，這種宇宙模型不僅有開端，也有結束。

那么該如何解釋這些比宇宙大爆炸還早出現的神秘同心圓呢？科學家認為在背景輻射中的神秘同心圓是超大質量黑洞發(fā)生碰撞而留下的，這些超大質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一種全新的循環(huán)模式：由大爆炸和超大質量黑洞碰撞主導。根據羅杰·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，并且發(fā)生相互碰撞，最終導致又一次的宇宙大爆炸。

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

這一發(fā)現并非是對大爆炸理論的否定，相反，它支持這樣一種觀點，即大爆炸可能發(fā)生過很多次?？茖W家們解釋說我們生活于一個“循環(huán)”的宇宙中——當我們的宇宙終結，標志著一個“世代”的結束。但是它會立即引發(fā)一次大爆炸，從而產生一個新的“世代”，也就是一個新的宇宙，這樣永恒循環(huán)。 兩位著名宇宙學家——普林斯頓大學的保羅·斯泰恩哈特和牛津大學的尼爾·圖洛克曾出版圖書表示：“無論是時間還是宇宙都沒有開始或者結束。宇宙進化過程是循環(huán)往復的，‘大爆炸每一萬億年發(fā)生一次，每一次都伴隨著新物質和新輻射的產生，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?！?/p>

【責任編輯】蒲暉