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平行宇宙类型层次

时间:2018-06-29 08:04来源:中国国家天文
提出时间 美国麻省理工学院的宇宙学家马克斯泰马克(Max Tegmark)热衷于研究平行宇宙,他说道:对于我来说最有意思的问题不是平行宇宙是否存在,而是到底

提出时间

美国麻省理工学院的宇宙学家马克斯·泰马克(Max Tegmark)热衷于研究平行宇宙,他说道:“对于我来说最有意思的问题不是平行宇宙是否存在,而是到底有多少种平行宇宙。”在2003年的《科学美国人》杂志里,有一篇由他所写的关于平行宇宙的专文,文中他将平行宇宙分成四类。根据泰马克的分类,越处于上位的宇宙,越容易扩张,越容易涵盖处于下位层次的宇宙。


第一层:视界之外

如果空间是无限的,而且物质分布在大尺寸上是足够均匀的,那么即使最不可能发生的事情也必然发生在某处。特别地,应该存在无限多有人的行星,而且包括不是一个而是无限多和一样的外表、姓名、记忆的人。无限多和可观测宇宙大小一样的区域确实存在,在那里任何可能的宇宙历史都会实际存在。这就是第一层平行宇宙。

混沌暴涨理论(Chaotic Inflation Theory),可对无限的遍历的宇宙进行一般性预测。这个宇宙是无限的,应该包含了能实现所有初期条件的哈勃体积。

因此,无限的宇宙包含了无限数量的哈勃体积。他们虽然全部具有同样的物理法则与物理定数,但对于类似物质分布的配置却几乎与人们所处的哈勃体积不同。但是正因为存在着哈勃体积,超越事件视界(Event Horizon)的、结果类似的或者相同的配置的哈勃体积才得以存在。据体格马克测算,与人们居住的相同大小体积和配置的星体存在于距我们大约  115(比古戈尔普勒克斯大的数字)米的地方。这种推论假定了看似与哈勃状态一样形式的分布,但是实际上是什么样的分布都是可能的。这就意味着人们所特定的哈勃体积在实际上是唯一的存在。


第二层:后暴胀泡沫

作为宇宙的膨胀理论变形的混沌暴涨理论,平行宇宙是以整体方式进行扩张的,这种扩张会一直持续下去。但是宇宙的某个领域却停止扩张,呈现各异的泡沫形态。这种泡沫就是不发达的第一层的平行宇宙。安德烈.林地及Vitaly Vanchurin计算得出此宇宙的数量是  10000000个计量单位。可能不同的泡沫都经历过原发的对称性的破裂,其结果是拥有了不同物理定数的不同性质。此层次包括了约翰·惠勒(John Archibald Wheeler)的振动宇宙论(Oscillatory Universe Theory)和李·斯莫林(Lee Smolin)的多产宇宙论(Fecund UniversesTheory)。


第三层:量子力学中的多世界解释

休・埃弗雷特的多世界解释(MWI)是为数众多的主流量子力学的解释中的一个。作为量子力学的一个侧面,不是单个观测就可以绝对预测的。反而可能在更大范围引发不同的概率。根据MWI理论,这些不同的观测结果与不同的宇宙分别对应。如同摇动一个六面的骰子一样,其结果和量子力学的可观测量是一致的。与骰子的6面向相对应的6种宇宙得以显现。(更为正确的是,MWI理论中,尽管宇宙的存在具有单一性,但在向多元世界分裂后,他们通常是无法互相作用的。)

泰马克认为第三层的平行宇宙在哈勃体积内的含量并不比一~二层的平行宇宙概率大。事实上,在有相同的物理定数的第三层的平行宇宙中,由分裂而形成的所有的不同的世界在层次一的平行宇宙中的多个哈勃体积中都可以找到。泰马克做了如下阐述:第一层和第三层的唯一不同就是人的复体居住在哪里的差别。在第一层当中,居住在三次元空间的任何一个地方。在第三层当中,居住在无限次元的与希尔伯特空间(Hilbert Space)内的其他量子不同的世界中。同样,拥有不同物理定数的全部的层次二的泡沫宇宙在事实上,可以看作是在第三层的平行宇宙中在原发性的对称性破裂瞬间所产生的“世界”。

与多世界有关的观点包括了理查德·费曼(Richard Phillips Feynman)的复数历史(Multiple Histories)解释及H. Dieter Zeh的多精神解释(Many-minds interpretation)。
 

第四层:终极集合

终极集合假说由泰马克自身所倡导。可以采用不同的数学结构进行记述的宇宙被认为是全部以对等的方式而实际存在的。不可观测的宇宙的不同的低能量的物理法则并不包括其中。泰马克倡导如下的观点。抽象数学是非常普遍的存在,(从人类的暧昧的语言中分离出来)无论以什么样的纯粹的语言都可定义的万物的通用理论(TOE)都脱离不了数学结构。比如,包含不同种类的实体(用语言的表述的话)及其关系(再用语言表述)的TOP不仅被数学者们称为集合论模式,通常也把该种集合论的模式看成是构成的形式体系。这就暗示了所有的可以想象的平行宇宙理论在层次四阶段可以被记述。因为层次四的平行宇宙包含了全部的其他的集合,从而成为了平行宇宙阶层的上限。导致了失去考虑层次五的平行宇宙的余地。

尤尔根·施密特胡贝尔(Jürgen Schmidhuber)提出了“数学的构造的集合”并没有被明确的定义这一不同意见。他只赞同构造性数学(Constructive mathematics),即通过电脑程序可以进行记述的宇宙表述。其中,输出位可以被控制在有限的时间内,控制时间的本身会因为库尔特的极限而受到程序的影响无法做出预测,但是由于非停止程序的原因,可以被记述的宇宙的表述非常明确的包含其中。另外,他对相对受限的可以进行极快运算的宇宙集合提出了明确的异议。

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