不得了！科学家证明多元宇宙可能存在

不得了！一帮物理学家通过实验证明了多元宇宙真的存在，实验结果意味着宇宙只是一个更大的母宇宙中的一个泡泡而已。比如在宇宙的周围有无限多个泡泡宇宙，而且这些泡泡宇宙还在一直出现。

2023年5月9日，康奈尔大学发表的一项研究声称，在对铁磁流体进行的实验中发现，永恒暴胀理论预测的多元宇宙可能是真实的。而且令人惊讶的是，不光这个实验，有多个证据表明多元宇宙的真实性。

2017年，英国杜伦大学发表的一项研究表明，在大爆炸产生的CMB(宇宙微波背景)中，观察到'冷点'，特别是那些特别巨大的圆形冷点，也许来自于在宇宙附近形成的其他宇宙。它们可能在大爆炸期间和宇宙发生了引力相互作用，所以才留下了这些迹象。

现在肯定好奇的是多元宇宙到底是什么？首先需要强调的是多元宇宙跟平时听到的平行世界是完全不一样的两个概念。多元宇宙来自于永恒暴胀模型，它符合量子场论的预测，在逻辑上更加的合理，而且它与大爆炸宇宙模型直接相关。

根据大爆炸理论，宇宙形成于1381年前的一个密度极高，体积极小的奇点。这个奇点不知为什么发生了爆炸，然后宇宙经历了高温、膨胀等等这些过程演化到了今天。支持大爆炸模型的证据来自于哈勃宇宙膨胀、微波背景辐射以及大爆炸核合成。

但是肯定会问，奇点是怎么来的？为什么会爆炸？能量又是如何凭空出现的？等等这些显而易见的问题，所以大爆炸宇宙模型很不完善。因此在1981年，艾伦古斯就提出了宇宙暴胀理论，解决了以上的问题。

根据'宇宙暴胀'理论，宇宙诞生以后，从10-36秒到10-32秒，比如：也就是说在一万亿分之一秒的时间里经历了指数级膨胀。在此期间宇宙的体积几乎从最初的零在很短的时间里增加了1078倍。简单说就是宇宙的体积一下从亚原子水平会被拉伸到目前可观测宇宙的大小甚至更远。

宇宙暴胀为什么会发生？原因是在宇宙刚开始的时候空间中有一种以标量场存在的能量称为暴胀场。这个时候的真空充满了巨大的能量，你可以把这个能量当作暗能量，因此这样的真空是伪真空。在10-36到10-32秒真空能量导致空间发生暴胀。

暴胀停止以后真空能量衰变产生其他的物质和场，比如物质粒子、反物质粒子以及辐射。这个时候就是宇宙再加热阶段，也就是我们所认为热大爆炸的开始。真空能量释放以后宇宙膨胀的速度显著降低，但宇宙仍然在持续膨胀。原因是暴胀场中的能量仍然在真空中保留了一点，它就是今天我们所说的暗能量。

暗能量依然在导致空间发生膨胀。有了暴胀理论就能知道大爆炸的热状态来自于真空能量的衰变。虽然现在不清楚时间等于0到10^-36秒这个阶段到底发生了什么，也就是说是谁创造了宇宙？但有了暴胀理论以后大爆炸模型就变得比较完善了。

不过在1986年有三位物理学家发展了艾伦古斯的暴胀理论，提出了永恒暴胀理论。根据这个理论可以得出这样的预测：宇宙空间的暴胀到今天都没有停止它还在继续，新创造出来的空间它拥有相同的数量的真空能量。而在某些地方暴胀停止以后就会形成一个泡泡区域。这个泡泡区域就会经历大爆炸，诞生一个泡泡宇宙，而我们的宇宙就是众多泡泡中的一个。

想理解永恒暴胀模型，可以想象一个小球在一个平缓的山上滚动，山的下面是山谷，此时这个小球它拥有一定的势能，它此时的状态就代表了充满真空能量的宇宙空间。

'很明显这个小球它是一个不稳定的状态，它随着时间的推移会最终落到山谷，释放能量，变成稳定的状态，此时就代表了暴胀结束。这可以理解吧？真空把能量释放出去以后，产生的其他粒子和场，形成热大爆炸。

但是如果真空蕴含的暴胀场是经典场，或者说这个小球是经典的小球，比如台球，这个问题就简单了，因为一颗台球啥时候从这个山坡上滚下去，时间确定，它啪滚下去那么整个宇宙的暴胀就都结束了，整个宇宙空间就会经历大爆炸状态，就只有一个宇宙。

但是暴胀场是量子场，这个小球不是宏观小球，它受量子力学的控制，因此这个小球啥时候会滚下山坡这个时间是不确定的，它会一直在山坡上来回的波动，也许不到一秒，也许是两秒，也许是1年，138亿2年，任何时间都有可能。

因此在宇宙暴胀空间的不同区域，暴胀结束的时间就不一样，有些地方的暴胀很快就结束了，而其他空间却还在暴胀，就这样宇宙随着时间的推移会暴胀出更多的空间，同时会诞生出更多这样的泡泡宇宙，这就是多元宇宙。

那我们能不能和其他的泡泡宇宙进行交流？很明显是不可能的，因为每个泡泡之间的空间呈指数级的膨胀，速度远远超过了光速，因此两个泡泡宇宙之间不会以任何方式交换信息。

因此，我们想证明多元宇宙的存在，只能找到非常间接的证据，比如根据某些科学家的说法，当这些多元宇宙被创造出来的时候，有可能发生一些罕见的事件，导致这些宇宙彼此非常近，还来不及远离，因此就产生了一些引力相互作用。

那在我们看来，就它们会在微波背景辐射中留下大的冷斑。我们知道冷斑是强引力的结果，因此根据发表在《物理评论快报》和《物理评论口》上的研究论文，在CMB中发现的大圆点'冷点'可能是我们宇宙附近的其他泡泡宇宙造成的。

但这个问题科学家还没有达成一致的意见，基本上大部分的科学家会相信这是古老的超星系团的引力留下的痕迹，而不是多元宇宙的证据。

那我们要如何证明多元宇宙可能存在？有一种办法，在地球上创建量子多元宇宙，也就是说利用一些量子现象重复我们刚才说的暴胀场的行为。只要我们在实验中看到的量子现象符合我们刚才对量子小球的预测，这就说明早期的暴胀场很可能会按照我们的预测来发展，这就意味着多元宇宙在实验上就被验证是可能的。

所以第一个证明多元宇宙的实验结果就发表在了康奈尔大学2023年5月9日进行的一项研究中。实验中使用的是铁磁流体，当这些流体从亚稳定状态下，类似于小球在山坡上从激发态衰变为基态的过程，它的行为类似于暴胀场衰变的过程。它们在数学上非常的相似，与永恒暴胀理论的预测基本吻合。

但这个实验是线性和一维的，如果我们想证明多元宇宙的存在，至少需要进行二维或三维实验。为此，科学家还在进行其他的实验，比如在量子物理学中，当原子达到极低的压力和温度的时候，原子的波函数就会产生相干性，所有的原子会处在最低且相同的量子态，这被称为玻色：爱因斯坦凝聚态(BEC)a。

在这些凝聚态当中，科学家也发现了微型真空气泡的形成。从数学上来讲，这些微型真空气泡同样类似于暴胀产生的宇宙泡沫。现在科学家们正在使用钾原子来做这个实验，结果将在明年公布。所以说，来自于量子场论的多元宇宙是很有可能存在的。毕竟它很符合我们的逻辑。但现实是多元宇宙存在与否对我们来说并没有多大的影响，毕竟我们连可观测宇宙都出不去，更别说我们这个泡泡的外面。但可怕的是如果多元宇宙是正确的，那宇宙到底是个啥东西，这太神奇了。

今天的长篇大论就到这里，如果你看完了视频就顺便点个关注，我们下个视频见，拜拜。