12月03日消息，科学家们在
探索宇宙的过程中提出了各式各样的奇怪言论，其中最有趣的就是关于外系
行星黑洞等等了，但是，相对于很多天文爱好者时候这些
问题就显得有些肤浅，今天，小编就为介绍一下这方面的东西。
该领域最权威的两大专家、物理学家安德烈·林德和阿兰·古思认为，即便存在其他的宇宙，也是在离我们非常遥远的空间，我们永远不会与其发生接触；
他们的同行保罗·J·斯坦哈特和尼尔·图罗克择坚持认为平行宇宙存在于不同的时间点；
而马克斯·特格马克和已故科学家丹尼斯·夏默则认为其他的宇宙与我们所在的时空是彻底远离的。
纳秒间膨胀数千倍的宇宙泡沫
另一方面，一些宇宙学家认为实际情况是宇宙中一些区域因为某些偶然因素而与我们失联了。
由于宇宙是在140多亿年前的大爆炸中诞生的，而光以一种有限和可知的速度运行，可见宇宙的半径在430亿光年左右。
而那些位于更远处的都是和我们在同一空间的宇宙。
为了能够深入平行宇宙存在的理论推测世界中，我们可以从宇宙学家阿兰·古思在1979年12月提出的"暴涨"概念出发。
他认为宇宙在大约10的负32次方秒的时间里经历了一个短期的加速膨胀阶段。
他也根据这一理论对困扰宇宙学家们的宇宙均匀性的问题给出了解释：这一暴涨阶段基本上将所有不规则性都抹平了。
从这一观点出发，包括俄罗斯人安德烈·林德在内的其他一些理论物理学家开发出了其他一些可能性。
例如为何只可能存在一个暴涨阶段影响所有宇宙？由此产生了所谓的"永恒暴涨"理论。
用足球解释永恒暴涨理论
为了更好的解释这一理论，林德提出了以下类推：将现实宇宙想像成一只足球，表面存在一块块被涂上颜色的正五边形和正六边形。
暴涨阶段对整个球体都产生了影响，但在不同的区域，也就是各个多边形中有不同的影响方式。
其中的每个区域都出现了幂增长，并且与其他任何区域之间没有因果关系。
因此，生活在咖啡色正五边形中的人就会认为宇宙就是咖啡色的，而生活在黄色正六边形中的人也会认为宇宙就是黄色的。
以此类推至宇宙学中，每个多边形（宇宙）都存在于一个足球（多元宇宙）中，其颜色是由其中主导的物理定律决定的：在一些宇宙中这些定律非常简单，并没有形成星体和银河，而另一些中甚至不存在生命出现的条件，而包括我们所在的宇宙在内的很多其他宇宙却是拥有强大增殖能力的。
这所有的一切都取决于其中的定律。
不管怎样，永恒暴涨带来的多重宇宙理论吸引了一大批物理学家的注意，他们相信所有的一切，从微粒到自然力量，都能够通过弦理论来解释。
该理论的基本观点是，宇宙万物的基本单元是一样的，那就是而是很小很小的线状的"弦"。
就像一把小提琴上的弦能够弹奏出惊人数量的旋律一样，每个亚原子粒子都有相应的弦的振动方式。
由此可以论证20世纪两大物理学理论：量子理学和爱因斯坦广义相对论。
如果将暴涨理论与弦理论结合在一起，就能得到非常有趣的结果。
一方面，暴涨使得空间在空白处无限延伸。
量子效应导致了新的宇宙的产生，就像一个孩子对着一个圈圈吹气产生很多泡泡那样。
与此同时，弦理论认定这些泡泡的出现在彼此之间并没有任何联系，而是每个泡泡都拥有不同类型的微粒、自然力量和物理学定律。
换句话说，弦理论的异界景观现象意味着其方程式中有10的500次方那么多种可能的答案（即宇宙）；
暴涨使得所有这些可能出现的宇宙成为了现实，存在于一个难以想象无限庞大的多重宇宙空间中。
那么，又是为什么我们现在所认识的所有物理常数是我们看到的这样，而不是其他样子呢？
我们生活的宇宙是唯一存在即合理的宇宙吗？
如果基本电荷和光速并非现在我们所知的定量，那么宇宙中的生命也许就不会存在，这是专家们常常思考的问题。
多重宇宙的存在可以解释这一问题：每个宇宙中都存在属于自己的物理特性，而我们所生活的这个宇宙也存在着与生命相匹配的种种必要定量。
不过，我们真的不是在杀鸡用牛刀吗？真的有必要引入多重宇宙的观点来解释我们身边一些小小的自然现象吗？
1766年，德国天文学家约翰·蒂蒂乌斯提出了一条关于太阳系行星距离的定则，此后发现的小行星和天王星也都符合这一定则，而且在一些卫星系统中，规则卫星也同样存在着类似关系。
科学家们对此无法给出一个理论解释，除非搬出多重宇宙观点：在10的500次方这么多的宇宙中，我们所在的这个恰好就是遵循这一定律。
不过对于多重宇宙怀疑论者来说，能够解释一切的理论实际上说明不了任何问题。
是否有办法能够证明这些与我们平行的世界存在于物理学家的黑板之外？有人认为应当在宇宙微波背景辐射中搜寻蛛丝马迹，其中甚至或许还保留着存在于我们之前的其他宇宙留下的信息；
还有人试图去确定宇宙空间的拓扑结构。
无论如何，目前看来多重宇宙仍不过是一个概念，而非一个确定的理论。
不同时间点的无数个我自己
几乎所有该领域的意见都不过是一些想法的拼接。
因此，尽管暴涨机制确实存在，但仅凭这一点无法确定在其他宇宙中存在不同的物理常数，除非结合弦理论，但后者遭到的质疑更多。
如果平行宇宙与像量子力学这样更深层次和得到验证的理论存在关联，我们或许就能对这一空间存在其他宇宙的说法深信不疑了。
甚至还能相信这些宇宙中的很多都和我们所在的一样，无数个不同版本的我们生活在其中。
以上这些这正是著名物理学家休·埃弗里特在1957年创立的"多世界理论"所阐述的，他也就此开创了"平行世界"量子理论。
量子信息+熵，能解释宇宙的演化吗
热力学第二定律，也许是物理里最根本的几条原理之一。它说，一个系统的熵只会随时间增加，不会减少。
这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。
熵，说白了就是无序的程度：熵越低，结构越有序；熵越高，越散乱。
糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉，背后都是熵在增加。
人们相信，宇宙的演化也遵循这条定律。
宇宙早年处于低熵状态，一路演化到高熵。
可就在这个过程中，宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。
星系的熵很低，却是在一个高熵的环境里形成的。
这看起来像是在违反第二定律。
这个存在已久的矛盾，正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。
引力、熵与量子信息的交织，是比安科尼理论的视觉主题（图片来源：Physics World） 在爱因斯坦的广义相对论里，有个叫"度规"的数学对象，描述时空是怎么弯曲的；物质沿着这条弯曲走，就表现成了引力。
而在量子力学里，"算符"是对量子态做变换的数学工具。
比安科尼的关键一步，就是把这个"度规"当成量子算符来用，用量子化的方式描述时空的几何。
这样一来，会冒出两个"度规"：一个是"真实"的时空度规，一个是由物质和能量诱导出来的度规。
两者之间"差多少"，用量子信息论里的一个量来度量，叫量子相对熵。
正是这两个几何之间的量子相对熵，决定了时空怎么演化——换句话说，它给出的运动方程，就是引力。
在低曲率极限下，这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。
可一旦超出这个极限，方程就得被一个叫"G场"的对象修正。
G场生出一个暗能量项，而且是动态的。
暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西；在标准广义相对论里，它由静态的宇宙学常数驱动。
现在冒出一个动态的暗能量项，就有了被实验检验的机会。
比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克（FRW）宇宙模型上。
这是广义相对论对宇宙行为的一级近似，假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。
膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质，或辐射。
宇宙膨胀时，体积变大，总熵也跟着变大。
但正因为体积涨得更快，单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。
总熵在涨，局部熵密度却在降，这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。
那这算不算违反第二定律？比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵：要把熵密度在整个时空区域上积分，而因为体积随时间变大，总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。
所以对辐射主导和物质主导的宇宙，总熵依然随时间增加，第二定律照样成立，尽管局部熵密度在下降。
比安科尼强调，GfE 理论还很年轻，需要实验来验证。
但这项工作揭示了它内在的热力学本质，为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述，也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。
引力，也许并不是什么神秘的基本力，而只是信息与熵的必然结果。
若真如此，宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命，答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。
来源：S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究：G. Bianconi, Physical Review D.
追踪13.4万亿个暗物质！百亿亿次超算用4天完成这场模拟
科技日报记者 刘霞 美国能源部阿贡国家实验室日前发布消息称，该机构科学家借助“极光”百亿亿次超级计算机，完成了迄今规模最大的两次宇宙学模拟。每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。
这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀，并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。
左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图；右图外圈显示宇宙微波背景辐射，扇区分别展示视线速度（红/蓝）、物质密度（灰）和引力势（绿/蓝）。
图片来源： 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为，极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。
这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度，留下微小的密度差异；随后，引力把这些差异不断放大，最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。
然而，暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。
通过研究物质在宇宙中的分布，有望找到更多线索，探索宇宙最早期的秘密。
暗物质无法被望远镜直接看见，却凭借引力主导星系形成，并塑造更大尺度的宇宙结构。
在模拟中，暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”，团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。
标准宇宙暴胀模型预测，早期宇宙的密度涨落服从高斯分布，也就是最简单的一类随机模式。
科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差，即“原始非高斯性”。
一旦发现可测量的偏差，就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程，从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。
然而，这类信号极其微弱，还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积，统计不确定性难以完全消除。
因此，探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。
而如此规模的模拟对算力要求极高。
团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。
模拟及大部分数据分析约4天完成，目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。
这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目，包括美国能源部支持的暗能量光谱仪（DESI）和NASA的SPHEREx任务，两者目前均处于数据采集阶段。
模拟与前沿观测相互印证，将共同描绘出更为精细的宇宙图景，推动人类对宇宙起源与演化的探索。
来源：科技日报
