多元宇宙(Multiverse),又称多重
宇宙、多宇宙,指的是一种在物理学里尚未被证实的理论。根据这种理论,除了人类生存的宇宙外,还存在着其他宇宙。这些宇宙的基本物理定律和人类所认知的宇宙可能相同,也可能不同。每个都是独立的宇宙,每个都有不同的
物理定律。
1957年美国普林斯顿大学休·埃弗莱特三世(Hugh Everett III)最早提出多世界理论,他假设所有孤立系统的演化都遵循
薛定谔方程,
波函数不会崩坍,而量子的测量却只能得到一种结果,也就是说,处于叠加态。埃弗莱特认为测量仪器与被测系统的状态之间有某种关联,称之为相对态(relative state)。埃弗莱特语出惊人的表示,测量带来的不是坍缩,而是分裂(Splitting)的宇宙。宇宙诞生以来,已经进行过无数次这样的分裂。惠勒意识到“分裂”这个用词的不妥,易产生误导,他在论文的空白里写道:“分裂?最好换个词。”对此物理学界的反应是异常的冷淡,1959年埃弗莱特飞去
哥本哈根见到玻尔,
尼尔斯·玻尔则不作任何评论。
多元宇宙与暴胀宇宙学有关,即宇宙在极限膨胀的过程中撕裂为多个宇宙。即使其他区域的膨胀已经结束,某些区域仍会继续膨胀,当到达极限后分离,这些分离的区域可被视为一个独立的宇宙。这种膨胀一遍又一遍地发生,甚至可能会无限地发生,从而形成多个宇宙。
每个因膨胀而独立的宇宙也会膨胀产生更多宇宙,从而形成一个多宇宙的世界,就像吹泡泡一样。在“宇宙画布”上,永恒膨胀的宇宙使“泡泡”不断出现,每个“气泡”都是一个独立的宇宙,每个“气泡”都有不同的物理定律。在某一天的某一刻,就诞生出我们存在的宇宙。
存在多个宇宙的观点并不新鲜,科学家此前就认为人类生活在一个由无限数量宇宙构成的“多元宇宙”中。多元宇宙的概念起源于永恒膨胀的观点,认为宇宙一直在膨胀,当膨胀到极限爆发时,它便形成具有自身特性的独立宇宙。膨胀发生过无数次,产生了无数宇宙,导致了多元宇宙。
英国
牛津大学的理论物理学家
罗杰·彭罗斯和美国埃里温物理学院的瓦赫·古萨德扬用
宇宙微波背景(CMB)数据研究大爆炸之前发生的景象时,发现了低于平均温差的同心圆环,他们认为大爆炸可能曾多次发生,为多重宇宙论提供了证据。
继之的第二批研究更加刺激,一个由英国、美国和加拿大联合组成的研究小组建立了运算法则,在宇宙微波背景中寻找具有某种特殊属性的碰撞,结果发现了4个统计学上不可能的圆环图案。研究人员认为,这些标记可能是我们的宇宙和4个不同时期爆出来的其他宇宙发生碰撞后产生的“擦伤”痕迹。如果该结论正确,这将是除人类生活的宇宙外,还有多个宇宙确实存在的首个证据。