撰文 羅綺

審校 謝懿（天文學博士，就職于南京大學天文與空間科學學院，主要研究相對論基本天文學）

1895年 美國哲學家暨心理學家威廉·詹姆斯首次使用了平行宇宙（parallel universes）這個詞，他認為，在我們這個已知的宇宙之外，應(yīng)該還存在著另外若干個與我們平行的宇宙存在。

20世紀30年代 理查德·C·托曼（Richard C. Tolman）和約翰·A ·惠勒（John A. Wheeler）提出，宇宙經(jīng)歷了多次從創(chuàng)生到毀滅的完整周期。

1957年 休·艾弗雷特三世（Hugh Everett III）提出了量子力學中電子波函數(shù)坍塌的多世界詮釋（many-worlds interpretation）。他認為，所有孤立系統(tǒng)的演化都遵循薛定諤方程，波函數(shù)不會崩坍，觀測時分離出無數(shù)個平行宇宙，每個宇宙都有一個確定的狀態(tài)，而我們只是在其中的一個特定宇宙里。

1968年 意大利科學家加布里埃萊·韋內(nèi)齊亞諾（Gabriele Veneziano）提出弦理論。經(jīng)過許多年發(fā)展，目前弦理論認為，宇宙泡之間看上去大相徑庭，不僅它們每一個都始于隨機的物質(zhì)分布，還都具有隨機的物質(zhì)類型，我們的宇宙許多必不可少的性質(zhì)是純粹的偶然事件。

1973年 英國天體物理學家布蘭登·卡特（Brandon Carter）在哥白尼誕辰500周年時提出了人擇原理并將它分為兩種：弱人擇原理和強人擇原理。前者認為，作為觀察者的我們之所以存在于這個時空位置，是因為這個位置提供了我們存在的可能；后者則認為，我們的宇宙（同時也包括那些基本的物理常數(shù)）必須允許觀察者在某一階段出現(xiàn)。

1973年 美國物理學家C·B·柯林斯（C.B.Collins）和英國物理學家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）指出，卡特的想法隱含了一個假設(shè)，即“不只存在一個宇宙，而是有無窮多個宇宙，包含所有可能的初始條件”。如果承認這一點，人擇原理就為我們宇宙的“微調(diào)”問題提供了一個看似合理的解釋：“普通”的宇宙并不是“微調(diào)”的，但考慮到存在足夠多的宇宙，總會有一小部分宇宙有能力供養(yǎng)智慧生命。

20世紀80年代 1916年，愛因斯坦提出廣義相對論，認為我們的宇宙是平行相通的，可以通過蟲洞回到過去。如果時間旅行是可行的，那么就會產(chǎn)生一系列問題，例如著名的“祖母悖論”。為了解釋祖母悖論，霍金提出了平行空間理論，認為時間旅行者回到過去改變歷史后，時間線便出現(xiàn)分杈，分杈的時間線展開的是另一段歷史。

1983年 美籍俄裔理論物理學家安德烈·林德提出混沌暴脹模型，認為在我們所在的宇宙之外還存在有許許多多與我們所在宇宙不同的宇宙，提出了關(guān)于宇宙的無限性問題?；煦绫┟浝碚撜J為，大尺度上的空間會永遠膨脹，其中的量子效應(yīng)會不斷地產(chǎn)生出新的宇宙，就像小孩吹泡泡一樣。

1986年 宇宙學家約翰·D·巴羅（John D. Barrow）和物理學家弗蘭克·J·提普勒（Frank J. Tipler）對人擇原理進行了發(fā)展，把弱人擇原理的應(yīng)用范圍擴展到了基本物理學常數(shù)，例如精細結(jié)構(gòu)常數(shù)、時空維數(shù)、宇宙學常數(shù)等，認為有足夠多不同的平行宇宙存在。

20世紀90年代 愛德華·維頓（Edward Witten）發(fā)展了弦理論，提出了一個具有11 維空間的M理論。M理論可以構(gòu)建出第4層多層宇宙。

1997年 牛津大學的物理學家戴維·多伊奇(David Deutsch)提出，大爆炸發(fā)生在不同時間和不同量子分支上，宇宙的數(shù)量將保持恒定，具有不同的量子波函數(shù)。所有可能的宇宙“快照”將存在于每一個瞬間，而時間的推移只是這些“快照”之間的轉(zhuǎn)換過程。2001年，獨立物理學家朱利安·巴伯（Julian Barbour）又發(fā)展了這一理論。

1997年 加拿大理論物理學家李·斯莫林(Lee Smolin)提出，黑洞可能孕育出一個新的宇宙。黑洞孕育出的許多宇宙會一直存在類似自然選擇的過程，這一過程更青睞在物理學方面能夠形成更多黑洞的宇宙。類似這樣的宇宙會成為多重宇宙的統(tǒng)治者。

2001年 美國物理學家亞歷山大·維蘭金（Alexander Vilenkin）等給出了各種宇宙參數(shù)分布的概率，認為暴脹程度各自不同的各個平行宇宙，應(yīng)該以它們的體積來計算權(quán)重。他還描述了這樣一幅畫面：在無窮多個宇宙中有著無窮多個星系、無窮多顆行星以及無窮多個和你同名的人在看這篇文章。

2002年 麻省理工學院的宇宙學家馬克斯·蒂格馬克（Max Tegmark）通過對宇宙微波背景輻射的測量推翻了宇宙島模型和分形宇宙理論，前者認為空間是無限的，但物質(zhì)都集中在有限的區(qū)域內(nèi)，后者認為宇宙在不同的尺度上，有著驚人的重復(fù)性結(jié)構(gòu)。這兩種理論都否定多重宇宙存在的可能性。

2002年 保羅·J·斯坦哈特（Paul J. Steinhardt）和尼爾·圖羅克（Neil Turok）發(fā)展了理查德·C·托曼和約翰·A ·惠勒的理論，提出循環(huán)宇宙模型（cyclic universe model），認為多重宇宙也可以存在于不同的時間里。

2003年 馬克斯·蒂格馬克將平行宇宙分為4類，這種分類方法為大多數(shù)宇宙學家所接受。

第1層：這類宇宙和我們宇宙的物理常數(shù)相同，但是粒子的排列法不同，同時這類宇宙也可視為存在于已知的宇宙（可觀測宇宙）之外的地方。

第2層：這類宇宙的物理定律大致和我們宇宙的相同，但是基本物理常數(shù)不同。

第3層：即多世界詮釋。根據(jù)量子理論，一個事件發(fā)生之后可以產(chǎn)生不同的后果，而所有可能的后果都會形成一個宇宙，而此類宇宙可歸屬于第1層或第2層平行宇宙，因為這類宇宙所遵守的基本物理定律依然和我們所認知的宇宙相同。

第4層：這類宇宙最基礎(chǔ)的物理定律不同于我們的宇宙，而基本上到第4層為止，就可以解釋所有可能存在（也就是可想像得到的）的宇宙，一般而言這些宇宙的物理定律可以用M理論構(gòu)造出來。

2010年 英國牛津大學的物理學家羅杰·彭羅斯(Roger Penrose)和亞美尼亞埃里溫物理研究院的瓦赫·古薩德?lián)P(Vahe Gurzadyan)發(fā)現(xiàn)在宇宙微波背景輻射(CMB)中存在一種同心圓環(huán)結(jié)構(gòu)，它們產(chǎn)生于大爆炸之前。這一發(fā)現(xiàn)支持了宇宙中可能發(fā)生過多次大爆炸的循環(huán)宇宙理論。

宇宙微波背景輻射中的同心圓環(huán)結(jié)構(gòu)