宇宙系列2:多元宇宙

元宇宙是一个理论上的无限个或有限个可能的宇宙的集合，包括了一切存在和可能存在的事物：所有的空间、时间、物质、能量以及描述它们的物理定律和物理常数。多元宇宙所包含的各个宇宙被称为平行宇宙（parallel universes）在这些宇宙中，也有和我们的宇宙以相同的条件诞生的宇宙，还有可能存在着和人类居住的星球相同的、或是具有相同历史的行星，也可能存在着跟人类完全相同的人。同时，在这些不同的宇宙里，事物的发展会有不同的结果：在我们的宇宙中已经灭绝的物种在另一个宇宙中可能正在不断进化，生生不息

目前至少有5个理论证实多元宇宙存在的可能性：

一，“无限宇宙”：一个显著理论是宇宙是扁平的，并且永远持续存在，这暗示着许多宇宙存在的可能性。但是考虑到这个问题，宇宙很可能重复复制，因为仅能通过一些方式组合在一起。

二，“泡沫宇宙”：另一个多元宇宙理论来自于“永恒膨胀理论（eternal inflation）”。基于塔夫斯大学宇宙学家亚历山大·维兰金（Alexander Vilenkin）的观点，当整体观看时空时，一些太空区域正在停止膨胀，这些区域就像大爆炸膨胀之后的宇宙空间。然而，另一些太空区域仍继续膨胀变大，因此如果把我们的宇宙想像成一个泡沫，它正好位于空间泡沫宇宙网络之中。该理论有趣之处在于，其它宇宙可能具有不同的物理法则，因为它们之间没有关联。

三，“子宇宙”：或许多元宇宙可以遵循量子力学理论（亚原子粒子行为），作为“子宇宙”理论的一部分。如果你遵循概率论法则，将表明你做出每个决定的结果，都会有相应的宇宙空间。因此在一个宇宙中，你前往中国工作，而在另一个宇宙空间，或许你的“替身”正在路上，“替身”的飞机将着陆在另一个地方，之后决定留下来……。

四，“数学宇宙”：另一个解释多元宇宙的可能性理论是科学家正在探索的“数学宇宙”，简单地讲，以数学结构解释宇宙形态，可能改变人们对宇宙的认知，之前由于人们所栖息宇宙的限制，会对宇宙结构产生片面认知。“数学宇宙”理论提出者、美国麻省理工学院马克斯·泰格马克（Max Tegmark）称，以数学理论描述宇宙完全不受到人们主观意识的束缚影响

五，“平行宇宙”：该理论认为宇宙是扁平的，构成多元宇宙的粒子数量可能限定在10^10^122种可能性，因此有无数个宇宙碎片，其中的粒子排列必须无限次地重复。

“我们并非处于一个单一、独一无二的宇宙，但是我们的研究暗示多元宇宙的数量有限的，很可能形成更小等级的宇宙。”

宇宙最初膨胀是以指数级进行的，因为对于空间自身而言存在大量能量。但是随着时间的推移，宇宙膨胀显著减缓，宇宙大爆炸时形成的物质粒子不会继续膨胀。这意味着多元宇宙以不同速率膨胀，并在不同时间（或长或短）发生膨胀，这将减少了类似我们宇宙的可能性。

“即使不考虑基本常数、微粒和交互反应无限可能数量值的问题，以及不考虑是否多重世界解释实际描述物理真实性的问题，事实上，可能出现的结果是数量增长非常迅速，甚至超过了指数级增长，除非膨胀发生在一个真实无限大的时间范围内，否则是不会出现相同的平行宇宙。”

对世界的物理描述传统上分为两部分：初始条件，以及决定初始条件如何演化的物理定律。住在第一层平行宇宙的观察者和我们观察到完全相同的物理定律，但初始条件却和我们所在的哈勃体积中的不同。比较看好的理论认为，初始条件（早期的密度和不同类物质的运动）由暴胀时代的量子波动所产生。量子力学形成了实际上是随机的初始条件，产生了被数学家称为遍历随机场（ergodic random field）所描述的密度波动。遍历意味着，如果假想一个许多宇宙的集合，每个宇宙都有着自己随机的初始条件，在一个给定提及范围内出现各种结果的概率分布，那么在同一个宇宙的不同体积取样得到的概率分布是一样的。也就是说，任何在原则上可以发生在这里的事情，在其他的某个地方实际上就会发生。

第一层平行宇宙：暴胀实际上导致了所有概率不为零的可能的初始条件，最可能的是那些波动在10-5量级，均匀分布的初始条件。这些波动被引力聚集（gravitational clustering）过程加强放大，从而形成星系、恒星、行星以及其他结构。这意味着，不仅几乎所有可以想象的物质构成都发生在某个遥远的哈勃体积内，而且我们应该认识到，我们的哈勃体积是相当典型的——至少在那些包含观察者的哈勃体积中是典型的。一个粗略估计显示，距你最近的那个和你一模一样的人将远在10¹⁰²⁹米之外。而在10¹⁰⁹¹ 米外才会有一个半径100光年的区域，它里面的一切与我们居住的空间完全相同，也就是说未来100年内我们的所有经历都会和我们的副本一致。而至少 10¹⁰¹¹⁵米之外该区域才会增大到哈勃体积那么大。