宇宙是唯一的嗎？

吳炎

假如球面上有一只小螞蟻，在探索未知世界的感情鼓舞下，想看看世界的盡頭是什么樣子，于是努力地往前爬去，一直向前一直爬下去，總可以走到世界的邊緣，它的邏輯是這樣的。可是它不明白這是徒勞的。也許宇宙根本沒有邊緣，是因為我們所處的維度限制了我們的思維，即便有，可能也不是我們想象的那個樣子。

宇宙的起源，科學家們有著各種各樣的理論。一些人認為宇宙只有一個，并且遲早會滅亡。另一些人則認為只存在一個宇宙并永無休止地循環下去。還有人認為存在多元宇宙。上世紀70年代，一些科學家提出了一種假設，即我們的宇宙只不過是許多宇宙之一，它們都有著各自的物理學定律和錯綜復雜的結構，生命就在其中一切條件都恰好適宜的宇宙中出現。到了80年代，現代宇宙學中的某些理論則證明，這樣的“平行宇宙”的確可能存在。近年來，英國科學家發現了另一個“宇宙”在我們的宇宙中遺留的痕跡，他們認為有可能證明了多元宇宙的存在。

暗能量與多元宇宙

科學家在研究宇宙膨脹時發現，宇宙膨脹的速度并沒有減緩，并且在大約70億年前進入了超速膨脹階段，這個速度還一直呈加速狀態。那么，到底是什么力量讓星系越來越快地互相脫離呢？用廣義相對論來解釋，只能得出宇宙中存在著“暗能量”的設想。根據該設想，科學家開始推算在宇宙膨脹加速過程中需要“暗能量”的數量，由此又發現了一個難以解釋的問題：“暗能量”在宇宙中的密度極小，但通過物理定律來推算，“暗能量”的密度卻比所觀測到的結果大得多！這一矛盾的研究結果，只能令科學家們轉而尋找另一種截然不同的解釋方法，其中之一就是有多個宇宙的存在。

“宇宙膨脹”產生更多宇宙？

科學家通過宇宙大爆炸遺留下來的輻射證實，宇宙曾經歷過一個轉瞬即逝的超高速擴張階段，科學家將這個階段稱為“暴漲宇宙”模型。簡單地說，就是宇宙在極其短的時刻（遠小于1秒），將其體積瞬間擴大，就像吹氣球一樣。而如果膨脹的速率稍微改變一點兒，那我們的宇宙就不會是現在這樣了。因此，許多科學家開始懷疑“暴漲宇宙”模型。他們提出，我們現在觀測到的宇宙空間，更貼切的說法是類似一個泡沫，在宇宙之外還存在無數個泡沫，也就是說，存在無數個宇宙。所有的宇宙有著同樣的或者說類似的機制進行各種限制，每個宇宙都經歷了一次大爆炸，他們都是在大爆炸中誕生，并且存在著相同的物理定律。但是，并不是說所有的宇宙都能“存活”下來，只要將大爆炸的“參數”進行細微的調整，各種宇宙就會出現不同的情況了。

多元宇宙論的觀點

支持“宇宙永恒膨脹論”的科學家認為，我們所在的宇宙只是一個更大宇宙中的其中之一，不管是我們的宇宙還是其他的宇宙都處于不停地膨脹當中，同時之間也有更多宇宙產生，此論點也被稱為“多元宇宙論”。其他宇宙的特性與我們存在差異，但與我們所處的宇宙共存。雖然宇宙膨脹說仍然沒有切實的理論模型，但理論表明，的確可以有若干宇宙以不同的速率同時膨脹。在這個更為廣大的“多元宇宙”中，我們的“宇宙”只不過是極渺小的一個單元罷了。其他的宇宙中可能無法產生銀河系、恒星、行星和生命，甚至根本無法產生物質。然而我們所認為的必備條件也許并不唯一，同時修改若干常量或定律，組合得出的物理學定律體系與我們的條件大相徑庭，但卻可能營造同樣宜于生存的和諧世界，甚至可以有生命在其中誕生。

另一個“宇宙”被發現的證據

不久前，英國科學家羅杰·彭羅斯稱已經發現了宇宙大爆炸之前還存在另一個宇宙的證據。他在對宇宙微波背景輻射的研究中，發現了神秘的同心圓現象，可以認為宇宙誕生之前還有宇宙，并且提供了在前一個宇宙中所發生事件的痕跡。根據他的研究報告稱，一共發現了12個同心圓輻射“印跡”，其中有5個圓具有特別的意義，分別對應著宇宙演化歷史上5次大規模的事件。出現星系團附近的神秘“圓環”的變化幅度在背景輻射上看卻顯得非常低。因此研究人員似乎開始拋棄“暴漲”宇宙模型，“暴漲”理論認為宇宙誕生于一次大爆炸中，并在將來會繼續膨脹直到一個臨界點，這種宇宙模型不僅有開端，也有結束。

那么該如何解釋這些比宇宙大爆炸還早出現的神秘同心圓呢？科學家認為在背景輻射中的神秘同心圓是超大質量黑洞發生碰撞而留下的，這些超大質量的黑洞存在于大爆炸發生之前。這就意味著我們的宇宙將出現一種全新的循環模式：由大爆炸和超大質量黑洞碰撞主導。根據羅杰·彭羅斯介紹：“新的宇宙循環理論”意味著黑洞將消耗掉宇宙中的一切物質，并且發生相互碰撞，最終導致又一次的宇宙大爆炸。

對此，羅杰·彭羅斯教授在接受英國廣播公司的采訪中提到：在我最新提出的宇宙學理論中，宇宙存在指數式的膨脹，但是這種膨脹并非萬古不變，隨著黑洞將宇宙內的物質全部吞噬，在遙遠的未來將以大爆炸的形式再度開啟另一個宇宙。

這一發現并非是對大爆炸理論的否定，相反，它支持這樣一種觀點，即大爆炸可能發生過很多次。科學家們解釋說我們生活于一個“循環”的宇宙中——當我們的宇宙終結，標志著一個“世代”的結束。但是它會立即引發一次大爆炸，從而產生一個新的“世代”，也就是一個新的宇宙，這樣永恒循環。 兩位著名宇宙學家——普林斯頓大學的保羅·斯泰恩哈特和牛津大學的尼爾·圖洛克曾出版圖書表示：“無論是時間還是宇宙都沒有開始或者結束。宇宙進化過程是循環往復的，‘大爆炸每一萬億年發生一次，每一次都伴隨著新物質和新輻射的產生，并形成新的星系、恒星、行星以及生命。我們不過是最近一次循環的組成部分。”

【責任編輯】蒲暉