▲大热美剧《平行世界》中的场景。
◥平行世界是一个量子力学理论。
齐鲁晚报·齐鲁壹点
记者 任志方 整理
如果有适当的条件
也许平行宇宙是存在的
在科幻电影中,“镜像宇宙”和“平行世界”的概念经常使用,平行宇宙在科幻作品中一般是指从宇宙中分离出来,与原宇宙平行存在的既相似又不同的其他宇宙,就像一个双面的镜子,两面材质构成完全相同,但映照出的画面却并不相同。不过有时镜子的两面上会出现一个“门”,偶然落入门中的东西,就实现了平行宇宙间的穿越。
这种想象是有理论基础的。通常,我们所知的宇宙中的物体处于确定的状态,通过测量,你可以知道它的相关物理量。很多人将此作为我们了解宇宙的基础,然而,当量子力学诞生后,这个观点被彻底颠覆了。
1957年,美国普林斯顿大学博士研究生休·埃维雷特提出了平行宇宙的概念。这个概念的提出源于他观察量子的时候,发现量子粒子能够同时拥有两种不同的状态。打个比方,在现实世界里,你有三个蓝色珠子和三个红色珠子。你把它们都放到一个盒子里封好。这时你可以说:“我的盒子里有一些蓝色或红色的珠子。”然后,如果你把盒子放在量子世界里,这时你会发现在盒子里,每一个珠子既是红色的又是蓝色的,它同时拥有两种颜色,这便是量子物理中的叠加状态。
由于宇宙空间的所有物质都是由量子组成的,既然每个量子都有不同的状态,那么宇宙也有可能并不只是一个,因此埃维雷特提出,量子粒子以不同状态在不同世界同时存在的理论。按照这一理论,粒子在两种状态、两个世界之间不必二选其一,而是可以二者兼得。
根据量子理论,一个事件发生之后可以产生不同的结果,而所有可能的结果都会形成一个宇宙。但是,我们在自身宇宙中只看到了一种结果。自“宇宙大爆炸”以来,我们观测到的粒子数约为10的90次方个,每个粒子在这段时间内经历了无数次的相互作用,所以可能产生的结果也是不计其数的。如果有适当的条件,也许平行宇宙是存在的,而且随着时间的推移,数量将接近无穷。
通过验证镜像粒子
来探索平行宇宙
美国橡树岭国家实验室的科学家们将在今年夏天进行的这项实验,希望对可能潜伏在宇宙暗处的“镜像宇宙”惊鸿一瞥。他们打算通过验证镜像粒子是否存在,来对平行宇宙一探端倪。
此前,两个独立的实验发现中子以不同的速率衰变,而不是像预期的那样以完全相同的速率衰变成质子。在一个实验中,自由中子被磁场捕获进入陷阱内；而在另一个实验中,自由中子“变身”为随后从核反应堆中流出的质子。研究表明,后者的平均寿命比前者长9秒。
有科学家认为,这可以为“镜像世界”的存在提供一个可信的解释:存在着两个独立的中子生命周期,可能有约1%的中子能穿越我们的现实世界与镜像世界之间的鸿沟,然后再回过头来释放出一个质子而被科学家探测到。
为此,美国橡树岭国家实验室将要进行的新实验将朝着一堵不可穿透的墙射出一束中子。在墙的另一侧,放置一台中子探测器。如果探测器确实记录了中子的存在,那么,它们可能通过“振荡”穿越墙壁,进入镜像世界,变为镜像中子,然后再次出现在我们的宇宙中。
尽管如此,美国橡树岭国家实验室的负责人布鲁萨德说:“我真心期望什么都测量不到,但如果我们的确在墙的另一边发现了中子,那么将产生深远影响,游戏也将彻底改变。”
布鲁萨德表示,镜像世界的存在可以解释我们的宇宙为何缺乏同位素锂7。物理学家认为,现存同位素锂7的数量与大爆炸产生的数量不符；此外也有助于揭开来自银河系之外的高能宇宙射线的“面纱”。因为这些高能宇宙射线实在是太强大了,可能不只穿越了现在观测到的宇宙,如果它们振荡到镜像世界然后再回来,就可以合理解释了。
科学家们称,镜像宇宙有很多方面与我们身处的宇宙相似——如同看着镜中的现有宇宙。它拥有镜像粒子、镜像行星甚至镜像生命。那么,“平行世界”是不是和我们所处的真实世界一样,有高楼大厦,也有川流不息的汽车和行人?不要被科幻电影所迷惑,物理学家眼中的“平行世界”,远比我们想象的要复杂。实验负责人利亚·布鲁萨德表示,这个世界“相当古怪”。
平行宇宙
或能够实现时空旅行
科学家对平行宇宙的探索由来已久。此前通过实验,他们观察到了类似量子粒子能够同时拥有两种不同状态的结果。例如,美国加州大学圣芭芭拉分校的量子物理学家将一个人类头发丝宽度的微型“划桨”放入到一个真空罐中,随后他们拨动“划桨”,它同时出现了振动和静止两种量子状态。从本质上说,那就意味着物体可以同时存在两种状态(或者说存在两个宇宙)。
此外,美国航空航天局的科学家研究了利用普朗克宇宙飞船收集的数据制成的宇宙地图,该地图显示,现在宇宙里仍能监测到138亿年前“宇宙大爆炸”的辐射,也就是宇宙微波辐射。科学家们预测这种辐射应该是均匀分布的。然而,宇宙地图显示并非如此,科学家称辐射的异常现象只可能是有其他宇宙的引力拖拽作用引起的。
文学和电影作品中的平行宇宙只是让大家过了把想象的瘾,而已经过世的著名物理学家霍金曾在他的个人主页上发表了一篇文章,称平行宇宙或能够实现时空旅行。该文章一出,立刻引起一片哗然,人们纷纷议论这个消息是否属实。
有科学家认为,在不久的将来,只要打破平行宇宙理论的瓶颈,人类就可以实现时间旅行和空间旅行。他们指出,在我们身边,存在着无穷多的我们看不到的平行世界。就好比你的面前有两扇门——A门和B门,你会如何选择?在一个宇宙中,你会走进A门,而在另一个宇宙中你会走进B门。假如能找到A门和B门之间切换的按钮,那么我们就真的能像科幻故事中所描绘的那样,从一个宇宙穿行到另一个宇宙,从现在回到过去,从现在到达未来。
那么,如果这次美国科学家们真的验证了平行世界的存在,将会为物理界乃至整个人类带来怎样的影响?也有科学家认为,一个实验不足以证明一切,也只是证明一个效应而已,对物理对世界的改变是一个循序渐进的过程。
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