倘若这是一个容量为无限大的酒瓶,宇宙泡沫便是刚开瓶的香槟酒瓶中的气泡,我们现在生存的宇宙仅是其中之一。
维伦金的“永恒暴胀” (eternal inflation) 进一步丰富了泡沫宇宙的图景。
所谓永恒,是指虽然在某个子宇宙中暴胀结束了,但从多宇宙整体上看,暴胀会永远持续下去。
当暴胀在泡沫宇宙中的某些区域停下来时,便会逐渐演化出与我们所生存的宇宙类似的宇宙泡沫。
永恒膨胀意味着多宇宙整体既无开端也无结尾,因而遭到了霍金 (S. Hawking) 等人的反对。
泡沫宇宙[3]
量子力学多世界解释中世界的分裂[4]
量子力学的多宇宙
霍金所赞成的多宇宙是量子力学的多世界解释 (many-worlds interpretation of quantum mechanics) 意义上的,即把宇宙的历史与观测者联系起来,多宇宙产生于观测时的世界分裂。
量子力学的多世界解释最早由埃弗雷特三世 (H. EverettⅢ) 于1957年在其博士论文中提出,用以消解量子力学中的测量问题。
按照多世界解释,测量时波函数并不发生塌缩,而是世界进行了分裂,在分裂后的每一个世界中测量结果都是确定的。
世界之间互不影响,分裂后的世界中的观测者既无法察觉到他所在的世界已经分裂了,也不可能看到另一个世界中的自己。
1973年,德威特 (B. DeWitt) 与格雷厄姆 (N. Graham) 在整理埃弗雷特论文时,将“世界”一词等同于“宇宙”,指出世界的分裂所产生的正是不同的宇宙,宇宙犹如一棵无限生长的大树,各枝干按照量子力学的规则不断抽出新的枝条。
区别在于前者这棵分裂的树木缺乏树干,而后者中树干正是宇宙最初的诞生。
因而多世界解释也可以说是第一个多宇宙理论。
弦景观
超弦理论也形成了多宇宙的图景,不同之处在于其空间维度为九维,这是超弦理论的一致性所要求的空间维度,多余的6个空间维度形成了卡拉比-丘空间 (Calabi-Yau space),卷曲起来不可见。
2000年,弦理论学家布索 (R. Bousso) 和波尔钦斯基 (J. Polchinski) 发现真空的数量为10100~10500,而真空的不同情状将会导致不同的宇宙形态,从而描绘了一种多宇宙图景。
弦理论家萨斯坎德 (L. Susskind) 将这种多宇宙的情景描述为“弦景观” (string landscape)。
直观看来,弦景观就像一幅点彩画:从远处看,景观中遍布着平缓起伏的丘陵和山谷,不时出现高耸的山峰和幽深的峡谷;靠近观察,便会发现它们是由无数个几乎彼此接触的小圆点组成的。
小圆点的大小不等,不同的点具有不同的能量。
升起的山丘对应着更高的能量组态,凹陷的山谷则对应着较低的能量组态。
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