多重宇宙存在的可能性有多大？ 第1页

要看怎么定义“多重宇宙”吧。宇宙学家Tegmark把多重宇宙/平行宇宙分为四类：①视界之外的宇宙，②暴胀形成的“泡泡”，③量子力学的多世界诠释，④具有不同物理定律的宇宙。这个分类挺有意思，可以分别讨论一下。

一、视界之外的宇宙

这个还是比较容易理解的。哈勃定律告诉我们，宇宙是在膨胀的，与我们的距离为 的星系会相对我们具有一个退行速度 ，其中 是哈勃常数。因此，距离我们越远的星系退行速度越快，这样一来就存在一个距离（大约几百亿光年）使得这个距离之外的星系相对我们的退行速度超过光速。这意味着，存在一个宇宙学视界，我们只能观测到视界内的东西。而视界外的东西退行速度超过光速，与我们没有因果联系，我们无法获知它们的信息。因此一些人将视界之外的宇宙称为我们所在宇宙对应的平行宇宙。这种意义上的平行宇宙是大概率存在的，它和我们的可观测宇宙是连通的，只不过相对论限制那里的信息无法到达我们这里。

要说明的是，“退行速度”超过光速不违背相对论，因为这是空间本身膨胀造成的，没有任何信息在超光速传播。

二、暴胀造成的“泡泡”

暴胀是宇宙在其诞生的极早期可能经历的一场剧烈的指数膨胀过程——在其刚诞生秒内尺度急剧膨胀了大约倍，可以参考这篇回答：

所谓的“泡泡”指的是暴胀停止的区域。在暴胀理论中，宇宙空间的指数膨胀是由“暴胀场”的势能推动的。当某个区域的暴胀场势能落到极小值时，这个区域的暴胀就会结束。这个区域外的空间如果依然处于高势能的状态的话，那么区域外就会继续暴胀。停止暴胀的区域和继续暴胀的区域之间就会形成一个边界，就像是水中出现了一个泡泡一样。泡泡里是停止暴胀的区域，泡泡外是继续暴胀的区域，每一个泡泡内都包含着一个前面说的第一类宇宙。

一般认为暴胀场在空间中每一点的势能（密度）落到极小值是随机的，因此在极早期宇宙中，会有无数空间点随机地落入势能极小值，这些区域的暴胀就会结束，每个区域逐步发展成我们这样的宇宙。也就是说，暴胀会造成无数“泡泡”产生，我们在其中一个泡泡内，其他泡泡被一些人认为是所谓的第二类平行宇宙。这种意义上的多重宇宙存在的可能性还是不小的，毕竟它所基于的暴胀理论是有一些证据或动机支持的。当然，这个第二类平行宇宙也是在我们的可观测范围之外的，不过有一些研究认为它仍可能有一些可观测效应。

我尝试画了一下这个Tegmark认为的第一类以及第二类平行宇宙的示意图，按我的理解画的，如果画错了还请告诉我。

三、量子力学的多世界诠释

这种意义上的平行宇宙和前两个不一样，它是对量子力学的“测量”问题的一种诠释，认为处于叠加态的系统在测量后落入某个本征态的随机性在本质上是“世界”分裂为了多个，每个“世界”对应不同的本征态，处于不同“世界”中的人会观测到不同的结果。就好比薛定谔的猫，这种诠释方式认为我们在观测薛定谔的猫时“世界”分裂成了两个，一个世界中猫死了，另一个世界中猫还活着。当然，这里的世界和我们通常意义上的世界不一样，更像是一个抽象的东西。另外，这只是科普性的描述，真正的多世界诠释的思想比我说的要复杂很多。

要讨论这种意义上的多重宇宙存在的可能性的话，就相当于讨论多世界诠释是不是量子力学的正确诠释。然而，这个没有任何实验证据，谁都不知道他诠释的对不对，所以没法讨论这个问题。

四、具有不同物理定律的宇宙

Tegmark认为，所有具有自洽数学结构的宇宙都是有可能的，虽然它们的物理定律和我们的宇宙不一样，但没有任何条件限制它们不允许存在。这种意义上的多重宇宙我觉得只能说它们确实允许存在，但讨论它们没啥现实意义。不过，这倒是个很好的科幻题材，从不同的物理定律出发构建一个科幻的世界，想想就有趣。

最后，环球科学杂志出过一期多重宇宙专刊，叫《宇宙之外》，里面也有Tegmark写的三篇科普文章，有兴趣的读者可以找来看看。