多宇宙是什么?

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有一个宇宙。还有另一个。还有另一个...
©Mehau Kulyk/科学图书馆/Corbis

我们正在谈论的是多元宇宙,所以您知道练习:想象一下您,但是今天您不再吃苹果作为小吃,而是吃了一块披萨。或者想象您不是您,因为质子的工作方式并不像“您”的方式相同,并且原子不会形成,并且所有宇宙都是毫无生气和怪异的。或者根本想象任何事情,因为当我们谈论多元宇宙时,我们经常发现自己涵盖了这些生存的无限可能性。这很好,好;多元宇宙是关于这些“替代”世界的。但这也是物理学的渠道,可能会回答一些严重的问题,同时仍引起怀疑论者的一些严厉批评。

首先,让我们谈谈多元宇宙在受欢迎程度上的兴起 - 为什么与一些科学家认为这比科学更哲学的科学家如此不受欢迎。我们将从粒子物理学的标准模型开始,这基本上是宇宙中存在的基本物质和力的公认模型。在这一点上,我们已经看到了全部:物质粒子(包括电子和质子等事物),以及四部队他们与之互动。

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我们对标准模型的差异是 - 尽管我们知道粒子具有质量,但我们无法弄清楚如何获得质量。当科学家在2012年在大型强子对撞机的实验中观察到希格斯玻色子时,标准模型拼图的最后一块滑落到位:希格斯田地,包括希格斯玻色子汤,允许颗粒获得质量。我们都庆祝了,因为科学被弄清楚了,每个人都可以回家思考更重要的问题,例如玛丽夫人可以自己统治下顿顿修道院,并将讨厌的求婚者排除在外。

我猜想您已经确定科学没有解决,而香草·洛萨里奥斯(Vanilla Lotharios)仍在每周轰炸玛丽。因为尽管标准模型非常适合我们观察到的内容,但它仍然拥有一些巨大的漏洞。这就是科学家如何解释我们想到多元宇宙观念的那些漏洞。因此,让我们检查一下其中的一些差距,看看为什么多元宇宙可能开始听起来很吸引人。

标准型号没有回答的一些重要事情。就像重力在标准模型中的工作方式一样,以及其他三个基本力量如何合并为单一力量。另一个杰出的问题是,宇宙主要由暗物质和能量组成。我们从来没有能够观察到什么神秘的“其他”物质是什么。第三个是,尽管我们在LHC实验中看到了希格斯玻色子,但我们观察到它的意义不大。它应该很大;实际上很轻[来源:费米拉布]。现在,您或我 - 假设您不是世界知名的物理学家,如果您要识别自己 - 可能会想:“太糟糕了。。回到图纸板上创建实际解释内容的替代标准模型。”

但是,请回想一下,实际上确认了标准模型。换句话说,标准模型已经预测的所有内容已经观察到。似乎不需要取消标准模型;我们“仅”需要找出它没有解释的物理学。

得益于大型强子对撞机,我们正处于一个令人着迷的时刻,可以检查超出标准模型的内容。LHC通过以巨大的速度将质子粉碎在一起 - 几乎是光速。(这就是为什么他们将它们称为粒子加速器的原因。)当质子碰撞时,发生了一个小规模的大爆炸,在我们的宇宙开始后就重现了条件。我们可以研究从这些质子弹药中飞来的碎片,以查看是否可以找到可能超出标准模型的颗粒,从而使我们更好地了解如何回答模型没有的问题。

还记得我们如何说我们应该感谢大型强子对撞机为粒子物理提供如此肥沃的时间吗?一些科学家更有可能对旧的LHC抱怨“一无所知”。因为除了希格斯之外,所以什么也没发现。这是一件大事,因为一个广泛接受的想法填写标准模型孔是超对称性的想法。简而言之,超对称性说,对于每个已知的质量或力粒子,都有一个尚未看不见的超级球员,它重得多。

超对称性将为许多标准模型问题提供优雅,自然的解决方案。它提出了一个可行的暗物质候选者(以超级党派的形式),它解释了质量差异,甚至可以在一个高能的情况下统一三力[来源:施瓦茨]。不幸的是,LHC尚未找到一个超级球员,尽管我们确实应该找到与希格斯大致相同的质量。实际上,我们还没有发现任何超对称性的证据,即时期。

这就是Multiverse进入的地方。这是标准模型的又一次扩展,试图解释标准模型并非真正旨在回答的一些挥之不去的问题。和男孩,这是有争议的。

本质上,多元宇宙概念(并且有一个以上)说,这不是宇宙中唯一的宇宙。虽然事情可能在我们的小角落中起着一种方式,但绝不能保证存在恒定的自然秩序,该秩序涵盖了物理与资本。

这些多元宇宙的想法采用了许多不同形式。也许我们生活在一个宇宙顶部的宇宙中,等等。也许我们生活在无限宇宙领域的“口袋”宇宙中。也许我们甚至生活在一个可能发生任何可能结果的宇宙中,因为所有概率都存在于自己的宇宙中。在任何情况下,多元宇宙都包含一个关键点:我们是偶然的。我们的宇宙并没有被专门调整为具有使我们的存在(以及一切的存在)成为可能的正义常数。取而代之的是,在无限数量的宇宙中,其中一个会像我们一样出来,粒子可以团结成原子,分子,草,空气,星星,幸运的魅力和人。

许多物理学家发现这种前景黯淡。如果没有什么可发现的话,为什么还要研究宇宙?如果我们的世界以统计的巧合,那是一个统计的巧合,那么试图弄清力量统一的能量是什么令人兴奋的?只是一个数字。但是,除了对多元宇宙持警惕的理由之外,一些物理学家认为这是彻头彻尾的不负责任的科学,因为它没有被看到,没有人能证明这一点。

当然,科学通常是基于不容易测试的大问题。那是完全公平的。我们不能只是根据事实提出想法,否则永远不会有创造力的火花来使我们超越我们已经知道的。但是科学家确实依靠寻找可检验的假设,否则我们在另一个领域 - 我敢说宇宙 - 称为哲学。

这正是某些物理学家发现的对多元宇宙和其他看似无法检验的杂物(如弦理论)如此沮丧的是,我们没有希望看到的多个维度。(或感觉到或听到。

当然,从一开始,许多重要的科学理论似乎不容易测试。多元宇宙的问题是,它要求我们停止查看我们可以看到的东西,并尝试探索我们看不到的东西[来源:坦率]。有人认为,试图解锁我们能观察到的谜团比追逐我们没有发现的假设事物要重要得多。

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作者注:多宇宙是什么?

如您所知,多元宇宙的概念在物理社区中极度两极分化。在消息来源中,您会看到既爱又讨厌它的人的例子,我鼓励您阅读论点的两面。

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