平行宇宙到底是否存在？ NASA最新實驗揭示：有！ 存在另一個宇宙

幾十年來,科學家們對於是否存在其他宇宙的問題一直充滿好奇 他們認為,在這麼廣闊的宇宙中,不可能只有我們一個宇宙存在 不過,一直到最近,我們都沒有發現確切的證據來證實這一點 然而,新的研究發現了可能指向平行宇宙的跡象 這個宇宙裡的時間似乎是向後流動的 這項發現引發了人們對於這樣一個平行宇宙的本質和時間位和與我們的宇宙不同的種種猜想 來,我們一起看看美國宇航局最近關於平行宇宙的研究 這個話題已經在科學界掀起了不小的波瀾 科學家使用多元宇宙這個術語,是來描述除了我們可觀測宇宙之外,可能還有其他宇宙存在的理論 從不同維度的空間區域,到連續形成的獨立的泡沫宇宙 科學家們提出了多種理論來解釋這一現象 在1848年,作家埃德加·艾倫,潑在一首散文詩中想像了模現多個宇宙的存在 但如今,平行宇宙的概念不僅僅出現在科幻小說中 在哲學、物理學乃至神學的領域裡,多元宇宙都有它的一席之地 不同的理論試圖解釋它的存在和工作方式 在小說和電視節目中,人們經常會談到平行宇宙 在我們思考多元宇宙的物理學家的版本中 我們必須要意識到,物理學家從來不會說 如果他們是多元宇宙,那不就太酷了嗎? 他們總是被拉扯到大喊大叫 因為他們在嘗試解釋我們所觀察的東西 多元宇宙的概念受到很大的批評 就是你無法觀察多元宇宙 你無法複製它,無法測試它,等等 但你能夠觀察的是我們所發生的事 你作為一名科學家,想要找到一個理論 就是一個故事,一個理論 它代表了我們所看到的東西 代表了我們能夠得到的數據 有些理論,一些非常簡單 很容易寫下來的理論 例如多元宇宙的貨幣理論 或者多元宇宙的數位理論和數位機械理論 它們都能夠解釋我們所看到的東西 在多元宇宙裡面,可能是最近最有名的 實際上只是我們所看見的一部分 在極其遙遠的宇宙,我們所看到的情況,非常不一樣 它們可能和我們相似,但有不同的細節 甚至有不同的物理法律 不同的粒子,力量和一系列的東西 但它們的概念完全不一樣 它們叫做多元宇宙的多元世界 這是在某種程度上更真實 更容易帶到現實中 但也更刺激 它只是說 當你擁有一個數位機械機械繫統 讓我提醒一下 所有系統都是以數位機械機械為核心 但當你用某種方式來測量它 你會得到不同的可能的測量結果 這已經被我們理解了一百年 問題是 你沒有觀察過的其他測量結果 發生了什麼 科學家們目前已經提出了四種主流的平行宇宙模型 第一種 我們可以稱之為遙遠宇宙 在這個模型中 宇宙被視為是無限的 並且這些遙遠的宇宙遵循著與我們宇宙相同的物理法則 然而 它們距離我們如此之遠 以至於我們彼此之間不存在因果聯繫 這意味著它們之間無法傳遞任何信息或信號 因為它們超出了我們所能觀測的宇宙範圍 第二種平行宇宙的概念建立在兩個特定理論之上 宇宙的暴漲理論和熱勢理論 這個概念表明 其他的宇宙可能正在經歷一個持續的膨脹過程 其膨脹速度超過了光速 這使得我們與它們之間的任何通信都變得不可能 第三種模型 也就是大多數人熟知的量子宇宙 它源自於量子力學 尤其是那些旨在解釋波函數崩潰的多世界解釋 MWI 根據MWI 對於量子世界中的每一個可能性 都存在一個與之相對應的平行宇宙 在那個宇宙中這個可能性變成了現實 比如說 如果你在選擇喝水還是喝Dr Pepper之間猶豫不決 第三種模型暗示著在另一個現實裡 你選擇了喝水 第四種模型的平行宇宙則揭示了一個更加激動人心的事實 即這些宇宙遵循著與我們宇宙截然不同的數學方程和物理定律 與MWI中的宇宙不同 這些第四種類型的宇宙可能遵循著完全矛盾的法則 但這兩套法則在各自的宇宙中同樣成立 這些多元宇宙理論的提出催生了一系列引人入勝的思想 其中一個便是 膨脹的宇宙學多元宇宙理論 它與宇宙學有著直接的關聯 認識到我們的宇宙正在不斷膨脹 那麼問題來了 我們宇宙在138億年前經歷的那場初始快速膨脹 是否也可能在與我們毫無關聯的遙遠時空區域發生呢? 這個理論的基本假設是 我們的宇宙是一個獨特的時空區域 作為一個獨立的實體 在時間的倒退中經歷了快速膨脹 我們知道它至今已有大約138億年的歷史 這樣 就很可能存在著其他區域正在經歷它們自己的大爆炸和膨脹過程 這讓它們與我們的宇宙完全獨立開來 因此 我們認為存在著其他宇宙 而多元宇宙的宏偉構想囊括了所有這些可能的宇宙 這個觀點在宇宙學界引起了濃厚的興趣 主要是因為它提供瞭解絕一些長期以來令人困惑的宇宙之謎的線索 並且似乎與我們所瞭解的物理法則並不相悖 多元宇宙概念的受歡迎程度 在很大程度上歸功於它是如何自然地從膨脹理論中流露出來的 儘管我們的宇宙在138億年前膨脹階段已經結束 但量子力學的作用可能在時空的其他區域觸發新的膨脹事件 這樣的過程可能導致宇宙的無盡膨脹 並可能衍生出無限的不同宇宙 而異美國理論物理學家安德烈.林德提出了一種多元宇宙模型 他將宇宙想像成一個宇宙畫布 上面充滿了不斷膨脹和分裂的氣泡 在一種無休止的動盪膨脹循環中逐漸獨立開來 關於這些宇宙在性質上的差異是一個仍在激烈討論中的問題 然而,我們並沒有確鑿的理由去假設這些不同區域的物理定律是不變的 這打開了一扇門 揭示出在其他宇宙中可能存在一套不同的物理定律 這些定律中的參數,比如重力和宇宙膨脹率,可能各不相同 因此,其中一些宇宙可能缺乏形成星系或恆星這樣的宏大結構的必要條件 它們甚至可能包含一些與我們截然不同的基本粒子 這樣的宇宙不僅僅是我們宇宙的簡單變種 它們甚至可能無法支持任何形式的生命 更別說是與我們相似的生命形式了 另一個引人注目的多元宇宙理論與弦理論有關 弦理論努力在量子力學和廣義相對論之間架起一座橋樑 這兩者是理解宇宙微觀和宏觀極端現象的關鍵框架 弦理論提出了一個觀點 其基本粒子如夸克和電子實際上是以不同頻率振動的微小弦 基於其對額外空間維度的需求 弦理論引入了一種頗受歡迎的多元宇宙構想 這些額外的維度對於該理論的數學完整性至關重要 然而這些額外的維度並非科幻小說中常見的平行世界 弦理論學家提出 這些額外的維度以一種錯綜複雜的方式捲曲在我們熟知的三維空間之內 對於我們來說它們是不可見的 這是因為我們的感官是在三維世界中進化來的 因此無法感知這些額外的維度 這些額外的維度尤其是在弦理論的背景下 可能就是通向弦理論多元宇宙的大門 然而即便這些聯繫真的存在 它們也可能永遠不會落入我們的觀測和理解範圍內 宇宙的膨脹創造了一個世界 超越這個世界的宇宙 我們可能無法觀察到多元宇宙中的其他宇宙是否存在任何連接 因此 用實驗來檢驗多元宇宙的存在成了一個極具挑戰性的任務 還有有趣的黑洞多元宇宙理論 當一顆巨大的恆星號進了它的核燃料 會發生一種被稱為引力塌縮的現象 最終演變成為一個黑洞 黑洞是一種特殊的宇宙體 它擁有一個強大的引力場 以至於連光線也無法逃逸 這個點被稱作事件世界 在黑洞深處 質量極其集中 引起的時空彎曲達到了極點 以至於我們現有的物理定律都不再適用 這個過程向物理學家們提出了極大的挑戰 一眾理論假設在黑洞的中心 存在著一個被稱為起點的地方 可能是另一個宇宙的起點 這便是黑洞多元宇宙理論的基礎 起點代表了我們對物理世界的極限理解 它是超出我們直接觀測能力的範疇 這個理論提出 每個黑洞的另一面 可能是一個全新的宇宙 在其事件世界的對策形成 好似一個宇宙的門戶 將我們的宇宙和新宇宙連接起來 如果我們以吹泡泡為例 吹泡泡的魔杖就好比事件世界 肥皂水則代表穿越事件世界的物質 而泡泡的表面就好比是新宇宙的邊界 在這個設想中 一個宇宙可以孕育出無數個黑洞 而每一個黑洞都有可能誕生一個新的嬰兒宇宙 據估計 我們的宇宙中大約存在40萬億個黑洞 這個數字幾乎無法想像 就如同數字四後面跟上13個0一樣龐大 這意味著 可能有大量的嬰兒宇宙存在 它們對於我們的宇宙居民來說是不可見的 因為事件世界捕獲了一切光線 讓我們無法看到它們 一旦穿越了事件世界 回頭路就被永久封閉了 深入到量子力學的多世界理論中 我們就踏進了理論物理學的一個迷人領域 這裡講的多世界 與先前討論的宇宙模型大相徑庭 這個概念在量子物理學中代表了亞原子粒子法則的一個全新維度 讓我們看看這個概念如何在許多世界中找到自己的位置 多世界的量子機械學的版本說 它們都會在不同的宇宙中出現 所以這實際上是一個相同的宇宙 這不是在很遠的地方 這是一個同時存在的現實 當量子機械實驗的結果 跟我們的不一樣 如果世界上大大的注意事件 都依賴這個實驗的結果 你可能會出現在一個非常不一樣的宇宙 美國物理學家休·埃弗裏特三是提出了多世界假說 以解決量子系統如何同時存在於看似矛盾的狀態 這種現象稱為疊加 以及這些矛盾狀態如何消失 要掌握多世界對狀態存在和疊加的影響 考慮薛定諤的著名思想實驗《薛定諤的貓》 在這種情況下 一隻貓被放置在一個密封的盒子裡 盒子裡裝有一個裝置 裡面裝著致命的毒藥 只有當盒子裡的原子和衰變時 毒藥才能釋放出來 當整個系統 包括盒子 貓和設備 被視為單個量子系統時 貓的每種可能狀態 無論是活著還是死了 都可以通過波函數來描述 波可以重疊以創建單個波函數 這意味著貓可以以疊加狀態存在 其他既活著又死了 在量子力學中 這種看似矛盾的狀態一直持續到盒子被打開為止 類似於對系統進行測量 此時波函數崩潰 崩潰意味著疊加的結束 狀態被確定 導致貓要麼死要麼活 這種他說的確切機制 稱為退相干 仍然是量子物理學中爭論的話題 多世界假說採用了完全不同的方法 消除了退相干的概念 它表明測量導致世界指數膨脹 好像是在實驗者乃至整個宇宙周圍開啟新世界 而不是波函數的崩潰 這就意味著 量子系統中的每種狀態都將分化成一個獨立的實體 進而形成一個個物理世界 在量子力學的多世界表述的背景下 這意味著每一次相互作用 每一個決定和每一個量子事件都會產生幾乎無限數量的世界 每個世界對應一個潛在的結果 例如 在薛定諤的貓思想實驗中 打開盒子的行為不僅決定了貓是死是活 而且還揭示了實驗者所處的世界 是貓死了還是貓在活著的世界 量子多元宇宙提出了一個有趣的概念 其中世界最初可能看起來相同 但在越來越微小的細節上有所不同 變化在宇宙中傳播 特別是那些在時間線較早出現分歧的宇宙 該理論假設觀察者 物體 事件和物理記錄可以表現出這些世界之間的差異 例如 有一個宇宙 埃菲爾鐵塔位於洛杉磯 但是發生的事情 並非人類在做決定 而是在某種數位機械化的方式中 如果有任何問題 那就是數位測試 使你做出決定 而不是你的決定 使不同宇宙出現 畢竟你就是 一個身體 製造了一大堆數位機械化的粒子 粒子、粒子、粒子 如果你選擇這樣形容自己 那麼你必須問 如果我可以看到電子球在時鐘或反時鐘轉動 而我看到它在反時鐘轉動 我對它在時鐘轉動的人的關係是什麼? 它是我嗎? 只是在另一個宇宙嗎? 還是它是另一個人嗎? 我認為這裡的答案很明顯 它們是一個關係 但是它們是另一個人 它們就像是相同的雙胞胎 你有一顆種植物 在某個時間點 有一顆雙胞胎 它是一個在宇宙中的物體 但是它們分開 變成兩個不同的人 我想這就是我們應該思考的 不同版本的我們 在多元世界中 它們可能共享一個過去 但是當它們分散了 當它們在自己的宇宙中 它們就變成兩個不同的人 這並不奇怪 或是難以理解 只是一個稍微更精緻的版本 儘管有些差異 每個世界或宇宙 都是一個龐大宇宙體系的組成部分 美國宇航局最近在地球上 最寒冷的地區之一 進行了一項特別的實驗 開始探究平行宇宙的可能性 實驗為繞來自南極洲的 兩個神祕信號展開 這些信號讓研究人員感到不解 實驗中捕捉到的高能粒子 似乎直接從冰面跳躍而出 觸發了懸掛在上空的氣球 搭載的探測器 看上去 這些粒子好像能夠穿越整個地球 而不受阻 這在物理學上幾乎是不可能的 物理學中標準模型描述的粒子 在高能狀態下都無法做到這一點 粒子在其他方面雖相似 但它們所攜帶的能量不同 這影響了它們的行為方式 比如說 能量較低的中微子可以穿透的 但它們沒有足夠的能量產生 我們在南極觀察到的那種信號 而這些信號很可能是由 能量更高的中微子發出的 它們的截面較大 使得它們傾向於與物體發生碰撞 而不是穿透 就像是塗漿一個沙灘球 而不是彈珠射穿一個魚網 高能中微子按理說無法完整穿透地球 從南極冰層出現 這兩個神祕的探測事件 是由美國宇航局的南極脈衝順變天線 及安妮塔項目所記錄 科學家們將安妮塔的發現 與南極冰粒方中 微子觀測站的數據對比 新發現的證據暗示 它們可能遇到了前所未有的現象 安妮塔實際上是一種 懸浮在南極洲上空的 平流層氣球裝置 它探測無線電波信號 該裝置主要目的是 識別由宇宙射線產生的空氣輟射 它記錄的信號似乎是 跟蹤冰面反射 在冰面上彈起或下沉時的無線電信號 它配備了一個無線電天線網 漂浮在南極洲冰蓋上方 約三萬七千米的高空 遠高於商業飛機的飛行高度 安妮塔的天線被提升到南極洲上空 以便捕獲高能粒子 也就是不斷地向地球表面散落的中微子 這些無線電信號 可能提供關於高能粒子的有價值信息 安妮塔原先的使命 是尋找標準粒子物理學模型預測的罕見事件 即高能陶中微子 中微子有三種類型 電子型 苗子型和陶子型 陶子型中微子是標準模型中 最神祕的中微子類型之一 儘管預計陶中微子會定期從升空到達地球 但實際上它們很難被探測到 當陶中微子與其他粒子碰撞並隨後衰變時 會生成另一種稱作陶子的粒子 安妮塔的設計是為了探測陶中微子 這些粒子在撞擊南極的冰層時角度較小 然後在冰層內部衰變 衰變產生陶子粒子 同時產生獨特的無線電波信號 安妮塔能夠檢測這些信號 這些信號的波形非常特別 呈現出一系列的大尖峯和大幅度下降 接著是較小的尖峯 並且這些信號在很大程度上受到地球磁場的影響 呈現出較小的傾斜角度 這些中微子預計會從地球下方和側面接觸到安妮塔 這表明它們與地球表面有略過式的互動 安妮塔確實記錄下了這些事件 以及那些幾乎垂直從升空到達的宇宙射線信號 這些事件展示的波形與陶中微子的預期波形一致 波形的特徵主要受地球磁場的決定 安妮塔有能力區分陶中微子與普通宇宙射線 當無線電波撞擊冰面並反射回安妮塔時 波形會翻轉 這幫助安妮塔區分穿過冰層的陶中微子與反射宇宙射線的不同路徑 然而 安妮塔記錄的這兩個異常現象與其通常檢測到的任何事件都不符 每個異常都展現了一種非鏡像的波形 暗示著存在某種城鎮中微子 然而 這些波形撞擊安妮塔的角度表明 它們以一種無需反彈即可穿透地球厚重部分的方式來到了這裡 這個出人意料的信號為安妮塔的設計者們提出了一個謎 暗示可能存在一種來自南極的星形或未知粒子 這項發現帶來了一眾引人入勝的可能性 這些粒子在時間中向後移動 暗示了平行宇宙的存在 根據安妮塔項目主要研究員 夏威夷大學的實驗粒子物理學家彼得·戈勒姆的說法 這些城鎮中微子表現出的行為唯一的解釋是 它們在穿越地球前轉變成另一種類型的粒子 從而有效地倒流時間 康奈爾大學的一篇論文主要作者彼得·戈勒姆深入研究了這些神祕事件 並報告說 他親眼目睹了幾個似乎不可能發生的事件 儘管不是所有的專家都接受這個觀點 最直接的解釋可能涉及到138億年前的大爆炸 據說那時產生了兩個宇宙 我們的宇宙的鏡像 從我們的角度看 似乎時間在倒流 在這個平行宇宙中 任何潛在居民都可能會認為我們的時間在倒退 儘管有懷疑論者提出了各種替代性解釋來闡釋安妮塔的發現 最近的一種解釋認為 這些神祕的信號可能只是從上方傳來的 經過冰面反射的信號 然而研究人員已經考慮了這種可能 並且已經排除了這種情況 通常情況下 信號反射會引起無線電波型的明顯變化 另一個團隊提出的假設是 當無線電波被南極洲薄冰層所反射時 可能不會出現這些變化 這是南極洲特有的地形特點 如果這仲解是得到驗證 那麼這些異常的測量結果可能只是常規宇宙射線的作用 與此同時 參與安妮塔實驗的科學家們正在開發一個名為Puello的升級版本 這項新實驗將使用配備更大天線的氣球 提高捕捉無線電信號的效率 Puello升空進行的高能中維子調查預計將進一步揭示這些異常事件的本質 並可能澄清之前實驗中的任何疑問 平行宇宙的問題持續激發科學界的好奇心 我們期待在評論區聽到您對這一主題的看法 現在請分享您對平行宇宙的想法 並繼續關注我們 瞭解更多精彩內容