多元宇宙理论模型 中世纪已有人提出

伤我心太深

　　现代最为惊世骇俗的一种科学观点是什么呢?就是说宇宙有许多个，我们所处的宇宙只是其中的一个。
　　这种理论是不是疯子的胡言乱语呢?不是，许多科学家认为多元宇宙很可能就是事实。在我们的宇宙之外，还有其它的宇宙，而且它们的模样很有可能与我们的完全不一样，甚至物理定律都不一样。

　　多元宇宙理论是上世纪50年代提出来的观点，最近几年才热火起来。但有科学家发现，早在中世纪，有人提出的宇宙模型，就竟然蕴含着多元宇宙思想。
　　这位古代人也太厉害了吧，他是谁呢?


　　哲学家的惊人理论


　　说他厉害，这真不是瞎吹，因为提出这个宇宙模型的古代人不是天文学家，而是一位中世纪的哲学家、神学家和政治家。他叫罗伯特·格罗斯泰斯特，是一位生活在13世纪的英国人。
　　格罗斯泰斯特在1225年左右完成了一本名为《光论》的著作。在书中，他详细论述了自己所提出的一个宇宙学模型。这个宇宙学模型认为，宇宙开始于一场光的爆炸，它把一切从一个微小的点瞬间扩散到四面八方，直到宇宙最远的边际。

多元宇宙理论模型

　　他还认为光和物质存在耦合作用，所以大爆炸的同时，通过这种作用也创造出了各种三维物体。不过这种扩散不会持续下去。那时候的学者认为真空是不可能存在的，空间内必须有一个最低密度，所以当光和物质达到最低密度时，这种扩散就会停止。此时的光和物质如同“凝结”一样逐渐稳定下来，其状态不会再有任何变化。这种状况发生在宇宙的外缘，因为那里的密度是宇宙中最低的。于是在宇宙的外缘，光和物质形成第一层宇宙球壳。

　　这个第一层球壳会产生一种向宇宙内部辐射的光，称为流明。流明会通过辐射作用把物质向宇宙中心推动，推动过后的地方物质密度会变得较低，于是形成新的一层宇宙球壳。然后，同样地，新形成的宇宙球壳也会辐射出自己的流明，并继续向宇宙中心推动其他物质。这个过程会反反复复，最终形成九层嵌套在一起的球壳，每一个球壳产生了相应的恒星。这个过程最终的结果是，宇宙最中心剩下的是所有流明推动到一起的一个物质球核，那就是地球。

　　当然，格罗斯泰斯特的宇宙模型与现代宇宙学理论比起来，还是有很多问题的。例如，我们现在知道，宇宙并不是以地球为中心的。但令现代学者佩服不已的是，格罗斯泰斯特的宇宙模型与现代宇宙大爆炸理论很相似。有些人甚至声称，格罗斯泰斯特才是第一个提出宇宙大爆炸理论的人。

　　不过，格罗斯泰斯特的宇宙模型与现代科学理论比起来，缺少了一样重要的东西，那就是数学。数学是科学家们理解这个世界最强大最严谨的工具，并且根据由数学构建起来的科学理论所做的一些推论，是可以拿来进行验证的，而不只是一套美丽的无法验证的空想。

多元宇宙理论模型

　　所以一个有趣的问题就是，如果使用现代的数学工具去描述格罗斯泰斯特的宇宙模型，那将会怎样?


　　现代数学模拟古老模型


　　最近，来自英国杜伦大学的一个研究小组就把现代宇宙学和数学与这个中世纪的哲学理论结合了起来，结果发现格罗斯泰斯特所描述的宇宙的数学模型，与现代的宇宙学理论有着惊人的相似之处。

　　研究人员首先假定这个宇宙是球形的，而且随着宇宙半径的增加物质会变得更稀。同时，研究人员假定宇宙中物质密度的分布情况遵循幂律分布(也就是说少数地方具有极高的密度，而大部分地方密度很低)，并设定物质和流明之间的耦合强度是一个常量，于是得到物质和流明相互作用的一组方程。

　　另外，他们根据格罗斯泰斯特的描述，给这些方程设定了其边界条件。最后，他们把这些方程和边界条件输入电脑里，让电脑计算出它们是如何随着时间进行演变的。换句话说，他们用计算机模拟了格罗斯泰斯特所描述的宇宙是如何爆炸和演化的。

　　计算结果令人兴奋——计算结果表明，宇宙最终的结构对初始条件十分敏感。例如，物质和流明之间的耦合强度略微不同的话，宇宙最终的结构就会有很大的不同。初始条件的不同，最终会得到很多不同的宇宙。

　　另外这里还存在着一个严重的问题，所得的结果只有很小的一部分符合格罗斯泰斯所描述的具有九层宇宙球壳的宇宙。可以说，要最终形成九层宇宙球壳的宇宙，那绝对是个罕见事件。那么这意味着什么呢?


　　存在无数个宇宙


　　初始条件的不同会制造出无数个不同的宇宙，这个情况在现代宇宙学中也存在。也就是说，如果我们的宇宙初始条件有一点点的变化，例如电磁力作用常数变得略微小一点，那么最终所形成的宇宙与我们现在所看到的就完全不一样了。
　　当前解决这个问题最普遍的做法就是用多元宇宙的观点来解释。多元宇宙的观点认为，各种不同的宇宙，都是有可能存在的。我们只是生活在其中的一种宇宙之中，因为这个宇宙恰好产生了我们。如果我们的宇宙不是这样，也许就没有我们了。

　　与现在的宇宙学理论一样，因为对初始条件十分敏感，所以说格罗斯泰斯特的宇宙模型也会产生多元宇宙，只有特定的初始条件才能产生九层宇宙球壳的宇宙。很显然，当初格罗斯泰斯特也根本没有意识到自己的宇宙模型会产生多元宇宙。这个多元宇宙的事实，仅从《光论》本身的文字中是了解不到的，只有借助于数学工具我们才能发现。

　　一个中世纪的宇宙模型，竟然与现代的宇宙学理论有着共通之处，这的确是一个令人惊叹的事实。而且，也暗示了多元宇宙存在的普遍性。尽管从13世纪到现在，在宇宙学方面，科学家取得了很多进展，但是我们仍然有很长的路要走。