宇宙不止三維？有多個宇宙存在嗎？5個令人腦洞大開的宇宙學問答

問1.我一直好奇是否有多個宇宙存在？如果有，那麼我們宇宙的膨脹與這些宇宙的坍塌（一個或是多個宇宙的坍塌）是否有關？

答：是否有其他宇宙的存在，這是一個開放性的問題。如果有的話，這些宇宙中有些什麼。大約在一年前，馬斯克泰格馬克在美國科學雜誌發表了一篇文章談及如果宇宙是無限的，會發生什麼？他考慮了幾種不同的類型，和我們有一樣物理定律的宇宙，和我們有不一樣規律的宇宙。

這種思考會引出一些奇怪的結論，比如説，如果有無限多個宇宙，且這些宇宙和我們的宇宙有一模一樣的規律，那麼是否會有一些別的宇宙，有一些和你一模一樣的人，和你過着一模一樣的生活。現在你也不用太把它當回事，雖然有這些猜測，但是我們也沒有辦法去驗證。

當人們開始思考是什麼引起了大爆炸，想法就變的更離奇了，一種觀點認為，實際上還存在另外一個空間維度，在這個維度裏有四維的薄膜在到處移動。這個觀點認為這些薄膜中的兩個互相碰撞產生了大爆炸。因此，如果你的觀點有説服力，人們就順着你的觀點思考！

問2.有證據表明，存在不止三個維度，但是，我的問題是：如果真的有另外的維度存在，我們怎麼去探測它？我相信數學是研究的基礎，但是我仍然想知道，您是否能給我一個讓我從精神上能接受的解釋。這也將幫助我理解其他幾個宇宙問題。

答：由於諸多理論的原因，許多人相信，如果存在其他的維度，那麼重力將是從一個維度到另一個維度的唯一推動力。因此，你不會看到某一物體跨越維度，但是在很小的尺度上，你會感受到他們的引力。

如果是上面的那種情況，那麼你提到的數學理論可作如下解釋：牛頓引力定律表明，物體之間的引力與物體之間距離的平方成反比。事實證明，這源於我們擁有空間維度的數量；就像光的強度與距離的平方成反比（因為球的面積隨着距離的平方在增加），引力強度的減弱也是這樣。現在假設你在四維空間而不是三維空間，那麼以此類推，你受到的引力將與距離的立方成反比。

怎樣測量這些？理論表明，人類在我們熟悉的三個維度的各個維度上都有很長遠的研究發展，但是在第四個維度的研究發展就比較有限了。因此，為了明白平方反比定律中引力與距離的關係，你必須測量距離極度小的兩個物體之間的引力。這個事情已經有人做過了，結果在距離小到0.0001米以後，引力不再隨距離有任何變化。儘管如此，人們還在繼續探索。

問3.我想知道為什麼你認為宇宙一直在膨脹，大爆炸是否比我們認為的要的大的多，有沒有一些我們現在沒發現且解釋不了的物質在拉扯着宇宙使其膨脹。

答：如果你觀察過任何一個星系，就會確信宇宙確實在膨脹，你會發現它正在遠離我們。事實上，在任何星系的任何人中都會發現同樣的事情。唯一的解釋是宇宙在膨脹。也就是説，隨着時間的推移，星系之間的距離會原來越遠。因此，我們眼睛所見範圍的宇宙確實在膨脹。

問4.什麼是暗能量？它是單一的力量？還是根本就很難將它按照現在的規則歸類？

答：暗能量的本質到現在仍然是一個謎。暗能量的概念是在1998年為了解釋觀察到宇宙正在加速膨脹這一事實的時候引入的。超新星觀察結果表明生存了140億年的宇宙在過去70億年的時候已經開始加速膨脹。暗能量產生的斥力可能是宇宙加速膨脹的原因。

請注意，科學家不是一羣不負責任的人，他們只是給他們不知道的東西起了一個新名字。通過將一種稱為“暗能量”的新形式能量以數學形式納入大爆炸理論中，使得當前所觀察到的所有數據都能很好的吻合。就像當時牛頓發展了引力理論一樣，人們説“什麼是引力？”。但是牛頓的理論可以同時解釋蘋果掉到地上和月亮圍繞地球旋轉。然後人類發明了火箭，牛頓的理論也正確地預言了火箭的運行軌跡。暗能量是一個非常超前的，可能是革命性的概念。

問4.為什麼暗能量在這麼久之後突然開始推動我們的宇宙膨脹？還是説它一直在推動？暗能量僅僅是天文學家現在對宇宙加速原因的回應，還是他們對此有很多瞭解？

答：關於暗能量的觀點是一直都有的，但是隻是最近（宇宙角度-幾十億年前！）它開始贏得普通大眾的注意力。如果真的有暗能量，那麼它最終一定會被證明，是它加速了宇宙的膨脹。十分湊巧的是，我們正好生活在它發生的這個時段附近。

我覺得你第二個問題非常好。事實上，我們對暗能量知之甚少，可以説一無所知。這只是我們對為什麼宇宙在加速膨脹的第一個猜想。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. astro-丁一

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