平行宇宙物理上能實現嗎？

如果平行宇宙存在，另一個版本的你也是真實存在的嗎？

你也許之前就想象過：另外一個宇宙，就像現在這個一樣，所有的隨機事件和改變都和這個宇宙完全一樣，直到剛才在這個宇宙，你做了一個對未來有重大影響的決定，而在另一個宇宙你選擇了了其他的路徑，這使得之前一直平行的兩個宇宙突然發生了偏離。

也許在我們這個宇宙，我們所熟悉的一些事件版本，並不是唯一的。也許他們也發生在其他宇宙，在其它宇宙發生的是與我們宇宙所不同的其它版本、其他它歷史和與我們所經歷的不同的結果。這不是小說，這是理論物理學帶來的最激動人心的可能性。這就是科學中不知是否存在的平行宇宙實際上可能是真實的。

圖解:在對數尺度上，附近的宇宙有太陽系和我們的銀河系。但是在遙遠的宇宙外，還有其它的星系，大規模的宇宙網，甚至誕生於宇宙大爆炸那一瞬間。雖然我們無法觀察距離461億光年外的宇宙地平線，但是在未來會有更多的宇宙景象向我們揭開它們神祕面紗。在能觀察到的宇宙中有兩萬億個星系，但是隨著時間的推移，更多的宇宙能被我們所觀測到，也許能揭開一些對我們來說含糊不清的宇宙真相。(維基百科使用者巴勃羅卡洛斯布達西)

儘管我們的宇宙是巨大的，但是我們能看到的、到達的、影響或者受其影響的部分是有限的和可量化的。包含光子和中微子在內，我們的宇宙包含了大約10⁹⁰個粒子，聚集在一起組成了大約兩百萬億個星系，也許還會有二到三萬億個星系會隨著宇宙的不斷擴充套件而展現出來。

每一個這樣的星系裡面都會有一百億（平均值）個恆星，這些星系聚集在一起形成一個巨大且跨越宇宙的網路，它們在各個方向上延展到距離我們460億光年外。但是，不管我們的直覺告訴我們什麼，這都不意味著我們處在有限宇宙的中心。事實上，所有的證據都表明有些事情恰好相反。

圖解：從我們的視角來看，可觀測的宇宙也許各個方向都是460億光年，但是實際上未觀測的宇宙只會更多，甚至可能是無限的，正如我們之外的那樣。隨著時間的推移，我們將會觀測到更多的宇宙，最終顯示出比我們目前可以看到的2.3倍的星系。即使對於我們從未見過的那部分宇宙，也有一些我們想要了解的內容。這聽起來幾乎是一個毫無意義的科學努力。 （弗雷德裡克 米歇爾和安德魯 科爾文.由伊桑·西格爾註釋）

宇宙只對我們呈現有限部分的原因——我們無法超過一個特定距離的去觀測——不是因為宇宙本來就有限，而是因為宇宙只以它目前的形態存在了有限的時間。

如果你對宇宙大爆炸一無所知，它是這樣：宇宙在時間或空間上並不是恆定的，而是從更均衡、更熱、更密集的形態發展到今天成為一個更大、更冷、更分散的形態。如果我們到一個很早很早以前的時間，宇宙會呈現得更加平滑，星系也會更少、更原始。如果我們看向一個未來的時間，星系由年老的星體組成，會更大更多，而星系、星群和星團之間的距離會越來越大。

圖解：如果你看向更遠的地方，你也是在看向更早的過去。你看的地方得越遠，宇宙會越熱越密，而且進化的程度越低。最早的訊號甚至能告訴我們到底宇宙大爆炸那一瞬間發生了什麼。(美國宇航局 / 研究所 / A.費爾德研究員)

這給了我們一個豐富多彩的宇宙，包含許多來自與我們共有宇宙歷史的遺蹟，包括：

許多代的星體，一個超冷的殘存輻射的宇宙背景，那些正在以前所未有的速度遠離我們，與我們越來越遙遠的星系，

有一道基本的限制，限制我們能看到多遠。

這個對我們宇宙視角的限制建立在自宇宙大爆炸後光所能傳播的最遠距離。

但這並不意味著在我們的觀測之外就沒有宇宙。事實上，觀測和理論的矛盾指向了到底有多少我們無法觀測的宇宙：甚至也許是無限的。

圖解：我們整個的宇宙史從理論上已經被很好地理解了，但是隻是定性的。只有證明和揭露我們宇宙過去的各個階段，比如第一顆星球和第一個星系的形成，以及宇宙無時無刻都在膨脹的這種可以事件，我們才能更好理解我們的宇宙。在熾熱的大爆炸之前，我們宇宙中存在的遺物遺蹟來自暴漲的狀態，這給我們提供了一種獨特的方式來檢驗宇宙歷史。

一個無限的宇宙會顯示大量的能夠揭露祕密的訊號，能夠讓我們確定我們有沒有生活在一個無限的時空之海。我們測量了我們的空間曲率，能夠發現宇宙形似一個球體，如果你按照一條直線穿過足夠的空間，你會回到你剛開始的地方。你可以不斷重複，在空中，在不同的地方，都會有相同的結果。你能夠丈量宇宙的在溫度和密度上的平滑度，並觀察這些缺陷是如何隨時間的推移而演變的。

如果宇宙是有限的，我們能夠看到一個特定的固有特徵模式，即宇宙大爆炸殘留的溫度波動。但是我們卻看到了一個不同的形態，告訴我們事實完全相反：宇宙完全平坦且無限大。

圖解：不同角度的宇宙微波背景輻射波動的出現能夠指出不同的空間曲率場景。目前，宇宙看起來是平的，但我們只測量到0.4%的水平。在更精確的級別中，我們可能會發現某種程度的內在曲率，畢竟我們的觀測已經能夠告訴我們如果宇宙是捲曲的，那也只會出現在我們目前可觀測的宇宙的-(250)^³（即超過1500萬）倍的尺度上。(斯穆特研究團隊，勞倫斯伯克利實驗室)

當然，我們也不能確切地知道。如果你只去你家後院，你不能去測量地球的曲率，因為你能夠到達的地方和平地無異。基於我們所能觀測到的宇宙，我們可以說，如果宇宙是有限的而且的確蜷縮著自己，那宇宙至少比我們能觀測的宇宙大上百萬倍，而且這個數字沒有上限。

但是從理論上來說，我們所能觀測的冰山一角也是非常誘人的。你看，我們可以將大爆炸向後推斷到一個任意熾熱，密集，膨脹的狀態，並發現它不可能在早期變得無限的熱和密集。

圖解：在膨脹末尾和熾熱的大爆炸之初，我們能追查出我們的宇宙歷史。暗物質和暗能量在今天是所需成分，但起源尚未確定。這是關於我們的宇宙是如何開始的普遍觀點，但它總是需要用更多更好的資料來修訂。請注意，膨脹的開始，或者任何關於膨脹之前到膨脹結束的10^-33秒內的所有資訊，在我們可觀測的宇宙內都不存在了。

這個階段，一個宇宙膨脹時期，描述了宇宙的一個並沒有充滿物質和輻射的階段，而是宇宙充滿了空間本身固有的能量：一種導致宇宙以指數速率膨脹的狀態。

在一個被物質或輻射填滿了的宇宙裡，膨脹速度會隨著時間減小，正如宇宙變得更加不那麼密集。但是如果空間本身具有固有的能量，那密度就不會降低，而是保持不變，甚至宇宙膨脹的速度也是一樣。在一個物質或輻射為主導的宇宙裡，宇宙膨脹的速度隨著時間推移而減慢，遠處的點從一個地方消退的速度變的更慢。但是隨著指數級的擴張，速度完全不會下降，而遙遠的地點——正如時間加快流逝一樣——會兩倍於原來的距離，然後四倍，八倍、十六倍、三十二倍，直到永恆。

圖解：如果宇宙被物質，輻射或空間本身固有的能量支配，該圖表顯示了時空如何以相等的時間增量演化/膨脹，後者對應於一個膨脹，能量固有的空間占主導地位的宇宙。請注意，在膨脹中，每經過一個時間間隔都會導致宇宙在所有維度上都比之前的大小翻倍。（E. 西格爾）

因為膨脹不僅是指數級的，而且增長迅速。“翻倍”發生在10^-35秒的時間尺度上，這意味著：

10^-34秒後，宇宙是其原始大小的一千倍10^-33秒後，宇宙是其原始大小的10^30（或者1000^10）倍10^-32秒後宇宙是其原始大小的10^300倍

如此等等。指數顯得不那麼給力因為這太快了，毫不無情所以顯得十分強勢。

圖解:關於膨脹最簡單的模型是我們從一座眾所周知的山頂開始，一直膨脹，然後把整個山峰捲入，隨後膨脹在大爆炸中結束。如果山峰不是一個零值，而是一個正的非零值，它也許會進入低能量狀態的量子通道，而這對於今天的宇宙來說將會造成嚴重的後果。

現在，很明顯宇宙並沒有永遠以這種方式擴充套件，因為我們在這裡。膨脹在過去的一段時間內發生，但隨後以大爆炸結束。

一個有用的方法來考慮膨脹就像一個球在一個非常平坦的山頂滾的非常慢，只要球保持在最頂上的高原附近，他就會滾得非常慢，而膨脹繼續，導致宇宙呈指數級膨脹，然而一旦球到達邊緣然後滾下山谷，膨脹停止。當球在山谷中反覆振盪時,滾動這個行為會導致膨脹的能量消散,將其轉化為物質和輻射,結束膨脹狀態,開始熾熱的大爆炸。

圖解：膨脹的量子性質意味著它結束在宇宙的一些“口袋”中並在另一些“口袋”中繼續。它需要滾下剛才比喻的山,進入山谷,但如果山谷是一個量子場,這意味著它將在某些地區結束,而在另一些地方繼續。(西格爾 / 《銀河系之外》)

但是膨脹並不是一次在所有地方發生也不能一次在所有地方結束。我們宇宙中所有的事物都要受奇怪的量子力學的制約，甚至包括膨脹本身。當我們考慮到自然界的這個事實，一個不可避免的思路出現了。

1.膨脹並不像一個球——這是一個經典的場——而更像一個隨時間擴散的波，就像一個量子場。

2.隨著時間流逝，更多的空間因為膨脹而被產生，某些地區，大概可以有更大的可能觀測到膨脹的結束，而其他地方會更可能觀測到膨脹的進行。

3.膨脹結束的地方會產生大爆炸，而像我們那樣的宇宙不會繼續膨脹下去太久。

4.隨著時間流逝，因為擴充套件動力學，沒有兩個地方的膨脹會相互作用和碰撞；膨脹不會結束的地方會繼續在兩個沒有膨脹的地方中間繼續膨脹下去，把這些“泡泡宇宙”推開。

圖解：無論什麼地方發生膨脹（藍色方塊），會每一刻時間都會產生指數級的空間區域。即使在膨脹結束的地方有很多，也會有多很多的空間膨脹會持續到未來。事實上膨脹是無法停止，它是永恆的，這也是我們現代的多元宇宙概念的來源。(西格爾/《銀河系之外》)

當然，與這種膨脹狀態相關的因素還有很多。

我們不知道膨脹持續了多久才結束並引發宇宙大爆炸，也不知道持續時間是短是長，還是永恆。

我們不知道膨脹結束的地區是否彼此完全相同，是否具有相同的自然規律，基本常數，還有和我們宇宙一樣的量子特性和波動。

我們也不知道多元宇宙是否被一些有物理意義的通道連線，或者是其他宇宙有其自己的規則而不互相影響。

畢竟，我們對平行宇宙的期望是，量子力學對平行宇宙的解釋可能會為所有這些替代現實的理論提供可能——在這些現實中做出了不同的決定並實現了不同的結果——是真正地存在的。

圖解：一種表現可能存在於多元宇宙的其他口袋中的不同平行“世界”。 隨著時間的推移，必然會出現越來越多的可能性，這意味著必須存在以包含它們的所有宇宙的數量也必須上升，還至少要同樣快。

是否有可能在那裡有一個宇宙，其中所有事情都發生在這個世界中，除了你做了一件與眾不同的小事然後你的生活因此變得異常不同？

選擇海外工作而不是在本國的工作？

你站在那裡面對困難而不是讓自己被利用？

你親吻了那個在夜晚結束就會離開的人，而不是僅僅只讓他離開？

你或你所愛的人在過去的某個時刻所面臨的生死攸關的事件會有不同的結果？

圖解：如果平行宇宙的理論適用於薛定諤的貓。儘管這個想法有趣且引人注目，但是如果沒有一個無限大的空間裝得下這麼多的可能性，即使膨脹也不能製造足夠的宇宙空間去包容138億年裡宇宙所有進化給我們帶來的所有可能性。

也許，相信這一點是一廂情願的想法。但實際上這是我們的物理事實，那些關於我們宇宙的未知需要具體答案，而那些答案可能看起來不那麼真實。

首先，早於宇宙大爆炸的膨脹狀態不僅必須持續一段很長的時間，而且是一段真正的無限的時間。讓我們來假設宇宙膨脹——即以指數方式擴張——長達138億年。這會創造足夠的空間體積，達到10^(10^⁵⁰)個我們宇宙的大小, 或者說10^¹⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰。

圖解 :多元宇宙理論指出存在有巨大數量的如同我們宇宙一樣的宇宙，另外有些宇宙可能有一些極端的基本屬性。但是為了讓量子力學對多世界的解釋在物理上是能實現的，必須有一個地方（即一個真正的宇宙）來存放這些平行結果。除非膨脹發生在了數學無法正確計算的無限的事件中。(李-戴維)

我們宇宙有10^⁹⁰的粒子，我們要求它們每一個從大爆炸以後有同樣的相互作用歷史來複制我們的宇宙，我們可以通過攝取10^⁹⁰粒子並給予它們138億年的相互作用來量化概率。 然後我們必須探求量子物理定律和粒子相互作用速率有多少可能的結果。

結果的可能性與雙指數一樣大——就像10^（10^⁵⁰）——雖然這個數遠小於我們對10^⁹⁰個粒子可能的量子結果數的估計，實際的數目要稍微大一點，是（10^⁹⁰）！。那個“！”代表階乘，其中5！是5*4*3*2*1=120，但是1000！是1000*999*998*…*3*2*1，這是一個有2477位位數的數字。如果你試圖計算（10^⁹⁰）!,你會發現這個數比許多天文數字都大。

圖解：來自費米實驗室的氣泡室軌跡，揭示了所產生的粒子的電荷，品質，能量和動量。雖然這裡只顯示了幾十個粒子的軌跡，但是已經存在天文數字般的可能結果，這些結果可能是由於這裡所示粒子在幾秒內的相互作用被記錄了下來。在任何系統中，可能的量子結果的數量上升得比我們知道的數額巨大的數字要快得多。

這是真的：兩個數字都接近無限大。可能的平行宇宙會變得無限大，但是以特定（指數）速率進行，但像我們這樣的宇宙可能的量子結果的數量也趨於無窮大，而且速度還要快很多。正如數學家和約翰格林的粉絲都知道的那樣，有些無限大於其他無窮大。

這意味著，除非膨脹已經導致了真正的無限時間，否則沒有平行的宇宙與此相同。粒子相互作用的可能結果是數量增加的速度甚至超過膨脹引起的可能宇宙數量; 甚至一個膨脹的多元宇宙也不足以容納你需要的平行宇宙，這些宇宙需要多量世界的量子物理學解釋來放置所有的備用時間線。

圖解：雖然預計許多獨立的宇宙是在膨脹的時空中創造，但膨脹永遠不會在任何地方同時發生，而是僅在由不斷膨脹的空間隔開的不同的獨立區域內。這就是多重宇宙的科學動機來源，以及為什麼沒有兩個宇宙會碰撞的原因。由於各個宇宙中粒子的相互作用，膨脹創造的宇宙根本不足以保持所有可能的量子結果。（KAREN46 / FREEIMAGES）

雖然我們不能證明膨脹是否會永遠發生，但是有定理推測膨脹時空不能推斷到任意時間，如果真的可以，那麼它們將沒有開端，這被稱為過去時間不完整。膨脹也許會給我們帶來巨大數量的宇宙，這些宇宙駐留在一個更大的宇宙中，但這空間並不夠來讓它們生成另一個平行的你。可能的結果數量增長的太快了，以至於一個無限的宇宙都不能將他們全部裝下。

在所有的多元宇宙中，你可能只有一個。你必須指望這個宇宙，因為沒有一個另外版本的你。拿到理想的工作。為你自己而活。沒有遺憾地克服所有困難，在你生命的每一天全力以赴。其他的宇宙沒有另一個版本的你，除了你生活在現實中的未來之外，也沒有未來等待著你。多多考慮吧。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Ethan Siegel- medium- Leotireger- astron