宇宙只有一个？科学家研究大爆炸后，认为至少有三个宇宙

银河系里至少有一千亿颗恒星，可观测宇宙中至少存在两万亿个星系，那么支撑这一切的宇宙，真的只有孤零零的一个吗？如果不是，科学家又是凭借什么样的线索，从大爆炸的余烬中窥见了另外几个宇宙的影子？
对于像人类这样的凡人而言，宇宙是一个令人难以置信的存在。与宇宙所经历的漫长时间相比，人的一生连一瞬间都算不上。
那些人们所熟知的、看似永恒不变的事物，比如空间与时间，在宇宙的尺度上呈现出来的样子，可能与人们日常理解中的完全不同。因此在阅读本文的过程中，请先了解这一点。


为了回答宇宙大爆炸的起源问题，需要先介绍一些基础的背景知识。关于宇宙起源的主要理论是大爆炸理论。
在不涉及过多细节的前提下，可以将其概括为以下内容：大约137亿年前，今天宇宙中的一切都被塞进了一个体积为零的空间；随后在某个瞬间，这个点开始膨胀。随着宇宙不断膨胀，温度逐渐下降，原子得以形成，引力再将原子聚集成团，从而形成了恒星。
如果将宇宙膨胀与恒定的光速结合起来，就可以把宇宙变成一台时间机器。当人们仰望星空，看到的并不是群星此刻的样子，而是它们过去的样子。


在近处看到的星系更为庞大，拥有更为优雅鲜明的形状，而不是一团庞大的气体云。这是因为人们现在看到的只是这些星系几百万年前的样子，而它们实际上已经演化了数十亿年，因此看上去更加庞大与成熟。
另一方面，随着观测的目光投向越来越遥远的星系，这些星系反而显得更年轻。数十亿光年以外的星系，呈现的是大爆炸后不久的模样，因为它们发出的光要花费极为漫长的时间才能到达地球，所以人们看到的是它们早期的样子。
可以发现其中有大量的恒星正在其内部生成。但真正重要的是，这些星系其实和地球所在的星系一样古老。


由于宇宙膨胀，人类无法观察到它们现在处于宇宙的何处，但可以肯定的是，它们会位于更为遥远的区域。
同样重要的一点是，应该意识到宇宙是没有中心的。这句话也可以反过来表述：任何地方都是宇宙的中心。
因为无论身处何处，地球上也好，十亿光年之外也罢，宇宙中的一切事物都在远离观察者，一切都在远离一切。此外，星系之间的引力会将它们相互聚集，与此同时宇宙膨胀的力量则要将它们分离。


这种相互作用最终会使宇宙中产生气泡状或细丝状的结构，而这些结构会随着宇宙的膨胀变得越来越大。
或许有人听说过哈勃常数，它正是用来描述宇宙膨胀速率的数值。目前科学界普遍认为，其数值约为每小时8万公里每百万光年。
也就是说，对于一个直径100万光年的区域，它每小时膨胀8万公里；同理，一亿光年的区域每小时扩大800万公里。哈勃常数意味着整个宇宙正在以超过光速的速率膨胀，也意味着人类周围存在一个以现有科学手段无法观测到的球体。


在它之外的一切事物，远离人类的速率超过光速，这就意味着它们发出的任何光都永远无法到达地球。而这个球体，就是所谓的可观测宇宙。
相信许多人已经听过这个术语。人类无法观测到这个范围以外的任何东西，这也就是为什么至今仍不清楚宇宙到底是有限的还是无限的。
而即便它是有限的，它也不可能存在边缘，而必须是循环的，就像一个环形结构。因为宇宙就是一切存在的载体，超过宇宙边缘的事物又能发生什么呢？


也正是从"边缘之外"这个问题出发，多元宇宙或者说平行宇宙的设想，逐渐从科幻小说走进了严肃的物理学讨论。这一概念最早可以追溯到量子物理学家休·埃弗雷特在1954年提出的多世界诠释。
他认为，除了人类身处的这个宇宙之外，还存在大量与之相似、彼此相互连接的平行宇宙，这些宇宙如同枝条般从同一根主干上分叉而出，每一次量子事件的不同结果，都会长成一整片全新的时空。
基于以上事实，人们迫切地想知道大爆炸的起源在哪里，天文学家又是在哪片星空中观测到宇宙起源的。答案是：在任何地方。


因为宇宙一直都是它本身，无论过去还是现在。它没有特定的坐标，因为它的坐标本身就随着爆炸一起膨胀了。
科学家指出，在大爆炸发生35万年后，宇宙已经冷却到大约2500度左右。而即便这些热量会发出可见光，人类也不可能看见它，因为宇宙的膨胀已经将这些电磁辐射拉长了1000倍。
这就意味着光子不再以可见光的形式到达，而是以微波辐射的形式呈现，这也就是宇宙微波背景辐射的由来。


因此，即使无法看到数十亿光年以外的星系所发出的光，人们仍然可以通过宇宙微波背景辐射，来观测星系诞生之前的样子，而这实际上就是人类观测到的最古老的东西。
正是在这幅"最古老的图像"里，一些天文学家察觉到了不同寻常的痕迹。宇宙微波背景辐射中存在一些异常的冷斑和大尺度的温度分布不均，某些区域的低温程度和覆盖范围，很难仅仅用本宇宙内部的物质分布来解释。
有研究者据此提出，这些异常极有可能是相邻宇宙在早期与我们所处的宇宙发生"碰撞"或"擦挂"时，留在时空底片上的淤青。以此为线索反推，可观测的证据至少支持三个宇宙的存在——人类所在的这一个，以及在早期宇宙留下印记的另外两个。


令人惊叹的是，宇宙中那些温度高低不平的地方，正是宇宙形成细丝状结构的原因，也是恒星诞生、生命存在的必要条件。人类是幸运的，因为除了宇宙微波背景辐射之外，宇宙中实际上没有任何明显的微波源。
这意味着这幅图景是大爆炸发生30万年后，未被污染的宇宙全景图。也正因如此，任何来自"外部"的细微扰动，都有可能在这张几乎纯净的底片上留下可以被识别的指纹。
那么人们还能看见更久远的事物吗？答案是不能，但也不一定。在此之前，原子才刚刚形成，而光还不能穿过基本粒子构成的浓汤。


总的来说，宇宙的中心无处不在，而又处处存在。正如开篇所言，宇宙确实是一个非常神奇的地方。回到最初的那个问题：宇宙真的只有一个吗？从两万亿个星系的庞大数字，到多世界诠释所展开的分叉图景，再到微波背景辐射中那几处难以解释的冷斑，答案正在从"唯一"缓慢地滑向"至少不止一个"。
哈勃常数所划出的那颗巨大球体，只是人类目力所及的边界，而不是存在本身的边界。真正的宇宙可能像一片起伏的海面，每一次量子涨落都在孕育新的泡沫，每一个泡沫内部又各自演化出星系、恒星与文明。
人类身处其中的这一个，只是无数可能中恰好被点亮的一朵。或许正是因为如此，仰望星空时那种既渺小又庄严的感受才格外真切，它提醒人们，可见的一切并非全部，未被观测的浩瀚，才是宇宙最迷人的注脚。

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