多重宇宙(网路图片)

美国佛罗里达州立大学(Florida State University)物理学家Alejandro JenkinsIs等人思考搜寻宇宙生命的问题,不过他们想的可不是「我们的宇宙」里到底有没有其他生命,而是在「其他宇宙」里有没有生命?

「多重宇宙(multiverse)」或「平行宇宙(parallel universes)」是个物理学假说,认为所谓的「宇宙」其实由许多小宇宙所组成的,我们所处的空间只是其中一个小宇宙而已。JenkinsIs等人讨论所谓的「人择原则(anthropic principle)」,也就是以物理法则来限制智慧生命可能的型态。

Jenkins表示:我们在地球上、甚至周遭宇宙中所见的所有事物都与一连串能造就我们存在的状况有关。例如:如果各种基本力学迫使我们宇宙中的物质形状不断改变,即使改变只有一点点,也不可能形成原子或碳元素等;而这些建造生命的基石若无法形成,我们也都将不存在于这个世间。所以,究竟是如何达到这个完美的平衡的?

1980年代发展出的「宇宙暴涨(cosmic inflation)」理论曾预测我们的宇宙只是无数个宇宙的其中之一。

虽然目前已经通过天文物理的测量证实了宇宙暴涨现象确实存在,但目前并无方法可以侦测其他宇宙。经由关于高能物理等的科学概念,科学家认为或许每个小宇宙中的物理交互作用皆互异,所以在我们所处的宇宙中、在我们所处的地球上,就刚好会诞生我们这样的生命型态,一点都不奇怪。而其他宇宙中,如果没有电磁力,那么就不会有原子或原子间的化学键;如果没有重力,物质就不会聚集形成行星、恒星和星系等天体。

经由上述的思考方式,JenkinsIs等人发现:如果真的有多重宇宙存在,即使其他宇宙与我们的宇宙有所不同,但至少有机会让生命生存;只是这种生命看起来是什么样子,就是另一本故事要讲的了。

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多重宇宙说是否成立?

美国天文学家最近提出各种有关宇宙的现代理论,包括所谓「多重宇宙 (multiverse)」概念,指称宇宙在第一次「大爆炸」后还在彼此不断「大爆炸」,形成无数宇宙。他们说,空间为什么是三度空间,而不是二度空间、十度空间或廿五度空间?光速为什么快于音速?为什么原子小于星球?我们的宇宙为什么这么老?是否还有其他里面一切事务都跟我们宇宙不同的宇宙?

不过一个世纪前,科学家以为整个宇宙不过是银河中数十亿颗星球和星云,但现在的天文学家认为宇宙中有无数银河。在若干天文学家看来,宇宙是以等比级数无尽的扩张,像小宇宙在黑洞中孵化一样。也有人认为宇宙在虚无中漂浮,有时与第五度空间相撞。美国宾州大学天文学家泰马克说,至少有四种宇宙。英国皇家天文学会会员芮斯说,研究这些不同的宇宙可以让人类了解自己的宇宙。

根据天文观察,无法侦测出的「黑暗能量」佔宇宙质能的三分之二,约为物质的两倍。但现代量子物理主张虚无的空间应该充满至少是宇宙物质十的六十次方倍的能量。这是物理学界难以解释的最大差。

圣塔巴巴拉加州大学理论物理研究所的博钦斯基教授最近说,基本弦理论可能有十的六十次方种的解释,人类今天所存在的宇宙可能是其中一套比较友善的组合。

部分天文学家认为,我们现在可以观测到的宇宙边缘虽然有一百四十亿光年深,但这只是一连串大爆炸所造成无限大组合的一小部分。他们说,这是麻省理工学院教授古斯于一九八○年所提出的膨胀论的自然延伸。古斯根据现代粒子物理理论指出,宇宙在太初时因为空间所具有的反引力发生短暂的超级大爆炸。

古斯和史丹佛大学的林德、塔虎脱大学的维伦金、普林斯顿大学的史坦哈都认为,这种膨胀只要开始,就会无限制重复,造成无数的宇宙。

天文学家说,我们所了解的物理只有四度空间和日常生活中的能量,但在其他的宇宙圈中可能不同。古斯说,膨胀论虽然怪诞,但日益受到天文学家的支持,而且用以解释大爆炸和宇宙的形成,不宜轻视。事实上,很多都是科学家难以打破的定数,譬如说生命所需要的碳和氢都是「红矮子」星球氦熔合所造成。

可是根据维也纳科技大学教授欧本海默最近所提出的研究结果,只要很小的改变就能阻止这些反应发生,电磁的结构常数如果大一点或是小一点,都可能造成不同的后果。

但我们无法说宇宙之所以有今天的面貌是一连串巧合的结果。理论物理学家卡特在一九七四年时指出,这些巧合并非巧合,而是必然预设条件。这构成他所谓「人类原则」的基础,大意是说,宇宙是有意无意间为人类而设计。许多科学家都相信这种说法。不过有很多科学家都被这种说法吓到,他们认为自然一定有一个合逻辑的解释,不是机率或爱因斯坦所说「创造者一时兴起」的产物。

无论如何,人类原则最近越来越被引用,这虽然引发粒子物理学界微言,但也反映出多重宇宙概念的兴起。华盛大学教授贺根说,物理学可以解释像量子效应这些过程。他说,根据弦理论,人类所了解的物理法则是十或十一度空间宇宙间的低能量四度空间经验。所以我们所了解的基本常数在别的宇宙圈内是不一样的。

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