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解讀神奇的平行宇宙,我們的宇宙外面還有多少平行宇宙?

2024-10-18科學

任何事物在時間的洪流中都保持著其獨有的姿態,一旦我們掌握了精準的衡量尺度,它們的本質便能被我們所揭露,這是我們解碼宇宙的基石。然而,量子物理的到來,卻將這根基撼動,不復存在。宇宙在它的核心深處,被不確定性所纏繞。平行宇宙的理論指出,在每一次量子的交錯舞步中,所有可能的成果都在某處落定,唯獨一種對映在我們所能觀察的宇宙裏。而若條件適時,這些平行世界也將真實地存在。

設想一個實驗,讓電子、光子或是任何基本粒子穿越雙縫的實驗設定,你會觀察到一幅幹涉的圖景。但前提是,你不曾探詢它們究竟穿行了哪一道縫隙!

量子的不確定性,乃是宇宙的不移之基,然而我們如何詮釋它,全在於我們自身的視角。若將電子射向雙縫,你或期望它僅透過一縫或另一,然而宇宙的機理並非如此運作。相反地,電子如波一般,同時穿越雙縫並與自身發生幹涉。我們得到的是一個機率分布,它描繪了電子最終落點的可能位置,然而每一個電子僅在探測屏上留下一次撞擊的銘印。若排列成千上萬的電子,一幅幹涉的圖案將逐漸顯現。

電子穿越雙縫的波動路徑,每一次僅此一個。然而,若你試圖測量電子究竟透過了哪一道縫隙,你便會破壞這一展示的量子幹涉圖案。

有許多自然過程,它們固有地充滿了不確定性。有的是離散的:當一個粒子與它的反粒子相撞,誕生出兩個光子,其中一個自旋朝上,另一個朝下,而它們的機率各占一半。而其他連續性的不確定性過程,如粒子與反粒子的碰撞,產生的兩個光子將在粒子-反粒子的質心框架中,沿180度相反的方向飛散。但究竟這兩個光子將選擇何方,卻是徹頭徹尾的偶然。

粒子與反粒子的相互湮滅,會在相反方向釋放出兩個能量均衡的光子。但這個飛散的方向完全是隨意的。

在宇宙中,兩個粒子之間的交互作用,在某種程度上,都帶有這種量子的不確定性。粒子的位置與動量皆有其固有的不確定性,而當它們中的兩個互相作用時,這種不確定性亦會傳遞至最終的落點。我們有許多不同的方式試圖理解這種非決定論,而其中許多都被認為是合理的。

平行宇宙的概念,正如薛丁格的貓之所揭示。

這些量子力學的解讀彼此難以分辨,包含波函式塌縮這樣的概念,可能結果的集束,以及在某些宇宙中,所有可能的結局確實發生,但我們僅觀察到其中一個宇宙。

多元宇宙理論提出,有如我們所在的宇宙,存在著無數的副本,構成了無數個不同的宇宙世界。

肯定存在著無數的平行宇宙,隨著時間的推移,數量逼近無窮。在可觀測的宇宙中,約有10的82次方個粒子,自大霹靂以來,已有約138億年的歷史,每個粒子在這段時間裏經歷了無數次的交互作用,可能的結果數量龐大,但這並不意味著多世界解釋法就荒誕不經。事實上,存在許多證據可以證明它的正確性。

從我們的角度審視,可觀測的宇宙可能在各個方向上延伸了465億光年,但無疑還有更多的不可見宇宙。

我們所觀察的宇宙不過是浩瀚中的一隅,而宇宙本身是無垠的。無論宇宙中的粒子數量,無論其初始的布局如何隨機,無論其互動產生了多少可能的結局,那個數位始終是有限的。然而,宇宙本可以是無限的!我們有理由相信,存在更多的「宇宙」,它們是不可視的。如果存在無限的這樣宇宙,那麽從我們的宇宙所開啟的精確配置,必然在某處重復了無數次,所有可能發生的都已在某地成為現實。

宇宙膨脹引發了熱大霹靂,並塑造了我們可觀察的宇宙。

我們的宇宙有其限度,卻有無窮的宇宙相繼誕生。大霹靂並不如我們曾以為的那樣,是萬物的開端,僅是我們可觀測宇宙的起點。這是宇宙第一次被描述為密集的、物質充盈且在膨脹和冷卻的過程中。這一過程發生在138億年前的一個有限的時刻,在它之前則是一段宇宙膨脹的時期。膨脹創造了一個指數增長的時空,意味著如果它持續了無限長的時間,則可能產生無限數量的有限宇宙,其中之一容納了我們的宇宙。

宇宙的膨脹也可能永無止境,沒有兩個宇宙會彼此相撞。

在某處,納粹贏得了二戰的勝利;在某地,希拉蕊·柯林頓成為了總統;在某些地方,人類已經瀕臨滅絕的邊緣;在某處,我們實作了世界和平。然而,我們仍只有一個宇宙,並且仍然沒有在可觀測宇宙之外搜集資訊的可能。

但若宇宙是無限的,若生成它的狀態持續了無限的時間,那麽它們即是現實。如果這兩種可能性中有一個是真實的,它們便有可能是真實的;但是,除非我們找到某種檢驗方法,否則我們無法得知物質的最終真相,以及平行宇宙是否確實存在。