科學(xué)家尋找與另一宇宙發(fā)生碰撞隱藏“印記”
[導(dǎo)讀]加拿大和美國的物理學(xué)家稱找到了能證明多重宇宙存在的途徑，即在宇宙微波背景輻射中尋找“印記”。
騰訊科技訊（Everett/ 編譯）據(jù)國外媒體報道，如果另一個“存在”的宇宙與我們的宇宙發(fā)生碰撞將發(fā)生什么情況呢？加拿大和美國的物理學(xué)家們認為他們找到了答案：在“彌散”于宇宙空間的微波背景中將留下一個獨特且特征顯著的“印記”。物理學(xué)家稱，使用現(xiàn)有以及將來的空間望遠鏡可以對其進行預(yù)測，然而，這違背了目前廣泛認同的事實，即多重宇宙的存在性是不可預(yù)測的。對多重宇宙模型的預(yù)測論文已于上個月上傳至arXiv數(shù)據(jù)庫中。
普朗克巡天微波背景數(shù)據(jù)或?qū)⒆C明多重宇宙存在的可能性
位于美國馬里蘭州的約翰斯霍普金斯大學(xué)天體物理學(xué)家查本內(nèi)特（Chuck Bennett）認為：“在使用空間望遠鏡對宇宙微波背景進行探測的基礎(chǔ)上預(yù)測多重宇宙存在的可行性，將有助于把這個理論引入到當(dāng)前宇宙學(xué)傳統(tǒng)領(lǐng)域中，其最后的目的便是對相關(guān)理論的證偽�？茖W(xué)就是通過各種實驗以及對事物屬性的觀察達到否定之否定的結(jié)果，對各種“偽造的想法”進行證偽。事實上，只有這個過程的存在，我們才能稱之為科學(xué)。而查本內(nèi)特并沒有參與對多重宇宙存在性探測的研究。
多重宇宙存在的可能性來自于弦理論與暴漲理論，后者認為我們的宇宙在大爆炸之后經(jīng)歷了一個迅速擴張的過程。該過程有別于目前的加速膨脹，暴漲期旨在描述了宇宙在極短的時間內(nèi)以可怕的數(shù)量級進行膨脹的現(xiàn)象。暴漲理論很好的解釋了為什么現(xiàn)在的宇宙在大尺度結(jié)構(gòu)上顯得相當(dāng)?shù)摹肮饣保淳鶆蛐院鸵?guī)則性，但是研究人員無法解釋該機制是如何開始以及何以終止。正是這些問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致了物理學(xué)家開始考慮在我們的宇宙之外，暴漲是否也能在任何地點和時間上出現(xiàn)，并產(chǎn)生新的宇宙。
當(dāng)前，多重宇宙的想法是極具爭議性的，不僅涉及宇宙學(xué)理論的自洽，也帶來了哲學(xué)上的問題。其中一個問題便是形而上學(xué)爭論：宇宙似乎已經(jīng)非常大了，這種趨勢的后果便是沒有任何東西能與之抗衡，這個極端在哲學(xué)上是非常孤立的。然而，也許更大的問題體現(xiàn)在科學(xué)上。如果我們對宇宙的觀測是有限的，那科學(xué)家是否能探測到更大更多的多重宇宙？這個問題的答案并不是絕對的，科學(xué)家認為我們可以通過另外一個宇宙對我們宇宙產(chǎn)生的影響間接地證明其存在性，這種影響就體現(xiàn)的相互碰撞上。但是，如何發(fā)現(xiàn)碰撞所留下的痕跡，不是一件容易的事情。
現(xiàn)在，位于溫哥華的不列顛哥倫比亞大學(xué)研究人員克里斯西格森（Kris Sigurdson）和其他參與研究的人員認為：他們找到了宇宙間相互碰撞留下的痕跡。在宇宙大爆炸之后的暴漲期出現(xiàn)前，多重宇宙之間發(fā)生的碰撞將會被暴漲所抹平。但是，即使多重宇宙發(fā)生碰撞距今已有至少130億年，其仍然會在今天的宇宙微波背景中留下痕跡，而宇宙微波背景被認為是形成于宇宙誕生之后的 38萬年。
對多重宇宙存在性的預(yù)測重點是研究宇宙微波背景輻射中的偏振現(xiàn)象。光子存在著兩個橫向的偏振態(tài)，這是由于光子與自由電子散射所造成，其來源于宇宙微波背景輻射中的任何一個區(qū)域，且大多數(shù)存在相同的偏振態(tài)，或者是兩者相互混合態(tài)。克里斯西格森與他的同事通過計算發(fā)現(xiàn)，如果計算模型中設(shè)定的宇宙間碰撞痕跡足夠強，那么在宇宙微波背景輻射中留下的印記就會出現(xiàn)兩個峰值的特征，即在兩個相互靠近的軌跡環(huán)，光子將會趨于單一的偏振態(tài)。
而這個預(yù)測并沒有嚴格從多重宇宙論角度推導(dǎo)。在2007年，美國加州大學(xué)圣克魯斯分校的研究人員也建議：多重宇宙碰撞的痕跡就留在宇宙微波背景輻射中。接著，在今年早些時候，英國倫敦大學(xué)的研究人員希拉尼亞佩里斯（Hiranya Peiris）所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，這一預(yù)測的方向是正確的。但是，克里斯西格森認為對多重宇宙碰撞痕跡的預(yù)測顯得有點空泛和茫然：反正這些痕跡就存在于宇宙微波背景輻射中。
于此，從暴漲理論角度出發(fā)，我們推導(dǎo)了多重宇宙存在的痕跡可殘留在宇宙微波背景輻射中，那另外一個理論，即弦理論是否能提供證據(jù)呢？克里斯西格森和他的同事認為一個泡沫宇宙的碰撞可確認多重宇宙的存在性，這為弦理論在宇宙學(xué)中的前景提供了令人信服的證據(jù)，并由此可勾勒出我們的宇宙以及其起源的藍圖。
如果預(yù)測是正確的，在歐洲空間局普朗克空間天文臺以及未來的宇宙微波背景輻射探測的任務(wù)中將得到數(shù)據(jù)證明。然而，美國宇航局威爾金森微波各向異性探測器的首席研究員耶特貝內(nèi)特（Yet Bennett）認為：使用空間天文臺等手段對宇宙微波背景輻射殘余痕跡進行探測，以證明多重宇宙的存在性是極不可能的。其中的原因是：多重宇宙碰撞留下的痕跡必須是恰到好處，如果太弱了，我們不可能探測到，如果太強了，就說明另一個宇宙對我們的宇宙產(chǎn)生較大影響，這個影響足以對宇宙結(jié)構(gòu)造成嚴重后果。
然而，多重宇宙碰撞的痕跡將有多少的量化程度呢，耶特貝內(nèi)特稱，碰撞殘留的痕跡可能不局限于一至兩個，或者說這些痕跡也可能是無限數(shù)量。事實上，如果泡沫宇宙的碰撞是普遍是，那我們可能不會活著討論這個問題。
英國愛丁堡大學(xué)的宇宙學(xué)家阿瓊貝雷拉（Arjun Berera）也認為多重宇宙存在的可能性痕跡存在于宇宙微波背景輻射中，但是，這僅僅是推測。對宇宙微波背景的探測不僅能反應(yīng)其中所隱藏的信息，同時也將對弦理論產(chǎn)生啟發(fā)性的影響。同時，在宇宙微波背景輻射數(shù)據(jù)中還沒有證據(jù)顯示兩個宇宙之間發(fā)生了碰撞，但并不排除在弦理論框架下會有所體現(xiàn)，該理論在一定程度上拓展了對該領(lǐng)域研究的范圍，但前提是，弦理論不能被證明是不正確的。
