新浪科技訊 北京時間7月29日消息，宇宙空間究竟是什麽(me) 模樣？近年來，科學家探索了許多解釋宇宙的方法，產(chan) 生了一些聽起來非常瘋狂的想法：從(cong) 一個(ge) 涉及宇宙漂浮在更高維度空間的膜宇宙場景，到描述宇宙膜彼此碰撞形成一個(ge) 全新宇宙的構想……

　　1、膜宇宙

　　我們(men) 認為(wei) 宇宙具有三維結構——可以沿著三個(ge) 垂直的方向移動，然而，一些理論提出宇宙還存在另一個(ge) 垂直方向的空間維度，這是我們(men) 無法直接感知的空間維度。這個(ge) 更高維度的空間被稱為(wei) “體(ti) （bulk）”，而我們(men) 的宇宙是一個(ge) 三維膜，漂浮在“體(ti) ”內(nei) 部。

　　雖然膜宇宙概念聽起來很複雜，但該理論解決(jue) 了幾個(ge) 物理學問題，例如：美國哈佛大學理論物理學家麗(li) 莎·蘭(lan) 德爾和馬裏蘭(lan) 大學科學家拉曼·桑卓姆提出了一種膜宇宙的版本，通過提出與(yu) 我們(men) 的膜宇宙平行的其他膜的存在，從(cong) 而解釋亞(ya) 原子力的不對稱性。但是僅(jin) 用一個(ge) 理論來解釋我們(men) 已經知道的事實是遠遠不夠的，它必須做出新的預測，該預測可以通過實驗進行驗證。在蘭(lan) 德爾-桑卓姆的模型實例中，這樣的測試可能包括測量兩(liang) 個(ge) 膜的黑洞釋放的引力波。

　　2、大碰撞

　　科學家預測稱，在遙遠的未來，星係最終會(hui) 漂移至很遙遠的區域，以至於(yu) 某個(ge) 星係發出的光永遠無法到達另一個(ge) 星係。事實上，隨著恒星逐漸衰老走向死亡，將會(hui) 在一段時間裏沒有光或熱。此時，宇宙將變得黑暗、寒冷、空洞虛無。這聽起來像是萬(wan) 物終結，但依據一種理論，這實際上是下一個(ge) 宇宙的開始，處於(yu) 一個(ge) 不斷重複的循環中。

　　大碰撞理論是基於(yu) 膜宇宙的一種理論觀點，認為(wei) 我們(men) 的宇宙是無數個(ge) 宇宙之一，大碰撞是指當一個(ge) 冷而空的膜與(yu) 另一個(ge) 膜碰撞時發生的情景，隻要有充足的時間，該情況就一定會(hui) 發生。宇宙學家尼爾·圖洛克和保羅·斯坦哈特認為(wei) ，這樣的碰撞將產(chan) 生足夠的能量來創造一個(ge) 全新的宇宙，他們(men) 稱之為(wei) “火宇宙理論”，但物理學家加來道雄（Michio Kaku）將其稱為(wei) “大爆炸”。

　　3、充滿等離子體(ti) 的宇宙

　　大爆炸仍是許多科學家偏愛的宇宙理論，它由兩(liang) 個(ge) 關(guan) 鍵的觀測結果支持——宇宙膨脹和宇宙微波背景輻射（CMB），大爆炸後不久，宇宙體(ti) 積較小且處於(yu) 高溫狀態，充滿著類似太陽釋放的熾熱等離子體(ti) 。

　　然而我們(men) 仍能觀測到宇宙初期超高溫階段的殘留跡象，當時放射性物質海洋充斥著整個(ge) 空間，在宇宙誕生之後的幾十億(yi) 年裏，宇宙膨脹過程已從(cong) 高溫狀態降低至零下270攝氏度，但科學家通過射電望遠鏡仍能觀測到宇宙誕生之初充斥的“等離子體(ti) 海洋”。

　　宇宙微波背景輻射在每個(ge) 方向上看起來都是一樣的，如果宇宙總是以當前的速度膨脹，就無法解釋了。許多科學家認為(wei) ，大爆炸後幾分之一秒經曆了一個(ge) 極其快速短暫的“膨脹時期”，突然的膨脹可從(cong) 亞(ya) 原子規模增長至數光年等級。

　　4、全息宇宙

　　人們(men) 可以聯想一下安全全息圖像，這基本上是一個(ge) 二維對象編碼在一個(ge) 完整的三維圖像中，依據該理論，整個(ge) 三維宇宙可能在其二維邊界上被“編碼”。這聽起來可能不像生活在模擬空間中令人興(xing) 奮，但它有一個(ge) 優(you) 勢，那就是它是一個(ge) 科學可驗證的理論，2017年，英國南安普頓大學研究表明，它與(yu) 觀測到的宇宙微波背景輻射波動模式是一致的。

　　5、恒態宇宙

　　美國宇航局稱，大爆炸是我們(men) 對宇宙起源的最佳預測，遠古時期宇宙密度較大，未來密度會(hui) 變小。但並非所有科學家都認可該觀點，部分科學家認為(wei) 宇宙密度保持不變，即使在宇宙膨脹階段，他們(men) 的理論觀點是宇宙每100萬(wan) 年/每立方米空間大約產(chan) 生3個(ge) 氫原子，這意味著宇宙不斷產(chan) 生新物質，不斷湮滅其他物質，始終處於(yu) 平衡狀態。但是隨著宇宙微波背景輻射的發現，該理論模擬被認為(wei) 並不合理，無法解釋諸多宇宙現象。

　　6、多元宇宙

　　在宇宙大爆炸的傳(chuan) 統觀點中，為(wei) 了解釋宇宙微波背景輻射的均勻性，有必要假定早期存在一種超高速膨脹，即所謂的“暴脹”。一些科學認為(wei) ，當宇宙脫離這個(ge) 膨脹階段時，它僅(jin) 是膨脹空間“汪洋中的一個(ge) 小氣泡”。保羅·斯坦哈特提出的“永恒膨脹”理論中，其他泡沫宇宙不斷地在膨脹汪洋的其他區域出現，構成了一個(ge) “多元宇宙”。

　　這個(ge) 理論變得更加奇怪，因為(wei) 其他宇宙沒有理由遵循相同的物理定律，有些宇宙可能擁有更強的引力，或者不同的光速。雖然我們(men) 當前無法直接觀察其他宇宙，但其中一個(ge) 可能會(hui) 與(yu) 我們(men) 的宇宙發生碰撞，科學家甚至認為(wei) 宇宙微波背景輻射中的“冷點”就是宇宙碰撞的印記。

　　7、我們(men) 的引力理論可能是錯誤的

　　宇宙理論依賴於(yu) 對引力的準確理解，引力是物理學中唯一能在非常大尺度上影響物質的作用力，但引力本身並不能解釋某些天文觀測結果，如果我們(men) 測量某星係外圍恒星的速度，它們(men) 移動得太快了，如果唯一阻礙它們(men) 的是可見星係中的引力，那麽(me) 它們(men) 就無法運行在軌道上。同樣，星團似乎是由一種比可見物質引力更強的力量聚集在一起。

　　目前科學家提出兩(liang) 種可能性解決(jue) 方案，最受大多數科學家青睞的標準說法是，宇宙中包含無形的暗物質，而暗物質提供了缺失的引力；另一個(ge) 另類觀點是，我們(men) 當前的引力理論是錯誤的，應該被一種叫做“修正牛頓動力學（MOND）”的理論取代，這是科學家在2002年發表的《天文學和天體(ti) 物理學年度評論》雜誌上提出的。兩(liang) 種可能性解釋——修正牛頓動力學理論和暗物質，同樣符合觀測結果，但仍需更多的實驗進行證實。

　　8、超流體(ti) 時空

　　超流體(ti) 時空將時空想象成一種零粘性的超流體(ti) ，這種流體(ti) 具有一種奇怪的特性，當超流體(ti) 被攪拌時，它們(men) 不能像普通液體(ti) 那樣整體(ti) 旋轉，而是分裂成微小渦旋。在超流體(ti) 時空中，渦旋可能是係形成的種子。

　　9、模擬宇宙理論

　　迄今為(wei) 止，所有關(guan) 於(yu) 宇宙的理論大多數來自科學家的觀測數據，但有一種宇宙理論來自哲學家的觀點。如果所有關(guan) 於(yu) 宇宙的信息都是通過感官和科學儀(yi) 器進入人類大腦，誰又能說這些信息不都是一種巧妙設計的錯覺呢？或許整個(ge) 宇宙僅(jin) 是一個(ge) 超級複雜的計算機模擬係統，科幻電影《黑客帝國》中就存在著類似的概念模擬係統，盡管模擬宇宙理論聽起來很古怪，一些哲學家還是進行了認真全麵的分析。然而，目前模擬宇宙理論仍未通過科學理論的檢驗，這是因為(wei) 它無法被證明是真的或者是假的。

　　10、宇宙自我中心論

　　物理定律涉及到一些基本常數，這些常數決(jue) 定了引力、電磁力和亞(ya) 原子力的強度。據我們(men) 所知，這些數據具有一定的價(jia) 值，但如果它們(men) 與(yu) 實際數值稍有偏差，宇宙將會(hui) 成為(wei) 一個(ge) 完全不同的區域。對我們(men) 來說最重要的是，我們(men) 所知道的生活事物，包括我們(men) 自己，都可能因某些宇宙常數差異而不存在。尼克·博斯特羅姆在撰寫(xie) 的《人擇偏見》一書(shu) 中提出以自我為(wei) 中心的人類理論，一些人認為(wei) 這是宇宙是為(wei) 了類人生命的進化而“有意識”地設計的理論證據。

歡迎掃碼入群！

深圳科普將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的活動和科普好物！