大爆炸是宇宙的起源嗎?它有沒有可能在別的地方發生?——《關於夜空的 362 個問題》

編按:本文摘自《關於夜空的 362 個問題》,蒐集了英國最長壽科普節目《仰望星空》的觀眾提問。所有你對太空宇宙會有的疑問,都將在本書中為你解答。本節討論的是「多重宇宙與額外維度」。

大爆炸有沒有可能在不同的地方發生過?

大爆炸可能曾在別處發生過,有些科學家會說可能性很高。有些高度懷疑論的理論認為,以大爆炸的本質來說,這應該曾經發生過很多次,甚至可能是無數次。有很多宇宙的這個概念稱為「多重宇宙」,其他這些擴張中的宇宙可能和我們的宇宙很不一樣,有著不一樣的物理法則。也許我們的宇宙是唯一一個條件足以讓原子──更別說恆星、行星、生命──得以形成的宇宙。

也許我們的宇宙是唯一一個條件足以讓原子──更別說恆星、行星、生命──得以形成的宇宙。圖/pxhere

想像一個二維平面的宇宙,大約就像一張紙那樣,此時如果有另外一個平行的二維宇宙存在它的上方或下方有點距離的位置,那麼在第一張紙上的人,永遠不可能知道還有第二張紙存在。在真實的三維宇宙裡,另外一個宇宙不會存在於傳統觀念的「上面」,而是可能存在於某段距離之外的第四個空間維度。

就算我們的宇宙一直以三維在擴張,也永遠不會碰到另外一個宇宙,就像兩張紙可以一直變大,但永遠也不會碰到彼此。

如果真的有另外一個宇宙,我們對於宇宙末日的預測會有什麼改變?會不會因為其他的宇宙可能會和我們的宇宙「相撞」,而有不同結果?

這要看是什麼樣的相撞。如果其他的宇宙和我們居住的宇宙一樣,以三維的方式擴張,那麼兩者可能會以「傳統」的方式相撞。這麼接近我們的一個宇宙所帶來的影響,也許可以從它對我們所能見到的最遙遠的天體的影響來判斷,不過目前還沒有看過這樣的跡象。

這暗示那個宇宙整體的特質,可能和我們所能見到的區域的特質不一樣,而這些特質是會影響宇宙的最終命運的。

另外一個宇宙可能是在第四維的空間中和我們分開,這是個滿難想像的概念。這相當於兩張平行攤開的紙,只是兩者間的距離很小。霍金在更高維度空間的理論提到,三維的宇宙是「膜」(branes,我相信是從薄膜[membrane〕這個字而來的)。有一個理論是這些「膜世界」間的撞擊造成了大爆炸,不過目前還沒有辦法能證明或是推翻這個理論。

在量子宇宙學的多重宇宙解釋裡,有多少宇宙裡會是青少女偶像明星麥莉擔任美國總統?

無窮宇宙,在宇宙中存有大量的可觀測區(有著紅色十字中心的紅圈),我們的「宇宙」不過是其中的一個可觀測區而已。圖/wikipedia

關於宇宙的解釋裡,有一個可能是我們只是住在其中一個宇宙而已。事實上,的確有可能有數不清的宇宙。在數不清的宇宙裡,隨時隨地都會有各種可能的組合發生。也許在某些宇宙裡,莎士比亞的所有作品都是猴子在打字機上隨便打字而完成的;也許在其他的宇宙裡,麥莉真的就是美國總統。這些事發生的可能性高低,會影響它們發生的次數有多少,不過還是有可能發生過無數次──就算是無數次的一小部分也還是無數次!這是不是很可怕的想法?

你覺得除了大爆炸之外,關於宇宙的起源有沒有其他的科學解釋?

我認為大爆炸理論有非常穩固的科學證據為基礎,不會被推翻。然而,我們的宇宙學模型還是有其他部分的基礎沒那麼穩。比方說暗物質就還沒有真的被找出來(不過在這本書裡這樣寫有點大膽,因為在準備出版的這段時間裡,這方面的積極尋找似乎愈來愈接近成果)。因為沒有觀測結果能證明它存在,所以也很難認為這個理論可以被證實,不過和其他相關的理論相比,關於暗物質存在的證據當然還是比較多。

沒有觀測結果能證明暗物質存在,所以也很難認為這個理論可以被證實。圖/wikipedia

暗能量很有可能會成為科學進展的犧牲品。我之所以會這樣評估,主要是因為我們只能說,我們認為有某個東西造成了影響,但我們不知道那是什麼東西。

很重要的一點是,科學界不會躲到角落,對其他的可能視而不見。在過去數百年裡,某些科學進展上產生重大的延誤,都是因為有些人拒絕接受新想法。就像商業界一樣,競爭會帶來很多好處。科學家用不同的方式來詮釋結果,因此會支持相反理論的意見,通常也會支持新的實驗。最重要的關鍵是,不能被個人的感受所影響。只是因為你比較喜歡這個理論,或者因為這樣可以讓事情比較簡單,就相信某些事情是真的,不是從事科學研究的適當態度。

——本文摘自《關於夜空的 362 個問題:從天文觀測、太陽系的組成到宇宙的奧祕,了解天文學的入門書》,2019 年 4 月,貓頭鷹出版

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