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多重气泡宇宙理论或可被测试

 更新时间:2014-07-22 07:48

科学日报报道,近日加拿大安大略省周界理论物理研究所(Perimeter Institute)的科学家马修·约翰逊(Matthew Johnson)和他的同事正在努力将多重宇宙假设——这个听起来像个不可思议的童话——更严谨的引入到可测试的科学领域。

  多重气泡宇宙理论或可被测试

  约翰逊制作的视频截图。他试图解释膨胀、永恒膨胀和多重宇宙的相关概念。

  先不考虑宇宙大爆炸:最初一切都是真空。真空内部充满了能量(它有各种名称,例如暗能量,真空能量,膨胀场或者希格斯场)。和水壶里的水类似,这种高能量开始蒸发,气泡就形成了。每一个气泡都包含另一个真空,后者的能量更低,但并非什么都没有。这种能量推动气泡扩张,最终有些气泡与其它气泡发生碰撞。这可能会产生第二级的气泡,也许这些气泡非常罕见且遥远,也许它们紧密排列,就像泡沫一样。问题就在于这里:每一个气泡都是一个宇宙,而我们的宇宙只是气泡宇宙的多泡海洋里的一个泡沫,这便是多重假设的概略。

  这一假设听上去并不糟糕,事实上,据科学家们表示,这是受到物理学的启发,它并非凭空捏造,而是产生于我们对宇宙暴涨的理解。宇宙暴涨理论并未被广泛的接受——大多数宇宙周期模型都否认这一观点。即便如此,暴涨理论仍是宇宙早期发展的主导理论,且目前还有一些观测性证据支持它。

  暴涨理论认为在宇宙大爆炸后的瞬间,宇宙快速膨胀——它是如此迅速以至于一片曾经只有1平方纳米的宇宙区域在10-36秒的时间内扩张成边长为2.5亿光年的区域。这个观点听上去不可思议,但它却能够解释某些令人困惑的天体物理学观测。

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