​宇宙膨胀的新解释：我们的宇宙正通过不断吞噬其他宇宙导致膨胀

我们的宇宙正在以越来越快的速度膨胀，这是宇宙学家们普遍认同的事实。但是，为什么宇宙会这样做呢？这个问题一直困扰着物理学家，没有一种理论能够完美地解释这一现象。现在，一项新的理论研究提供了一个有趣的解决方案：也许我们的宇宙之所以不断膨胀，是因为它不断与其他 "婴儿宇宙 "碰撞并吞噬它们。

宇宙微波背景揭示了宇宙的秘密

宇宙微波背景是宇宙大爆炸后留下的微弱的辐射，它是研究宇宙历史和演化的重要线索。通过观测宇宙微波背景的温度和密度的微小波动，科学家们可以推断出宇宙的年龄、大小、形状、成分和膨胀速度等信息。

宇宙微波背景的研究表明，我们的宇宙正在经历加速膨胀，也就是说，宇宙中的物质和能量之间的距离正在以越来越快的速度增加。这一发现让科学家们感到惊讶，因为他们原本预期宇宙的膨胀会因为引力的作用而逐渐减慢。

暗能量是宇宙膨胀的推手吗？

为了解释宇宙的加速膨胀，物理学家们提出了一个假设：宇宙中存在一种神秘的物质，被称为暗能量，它是宇宙膨胀的驱动力。暗能量是一种负压的能量，它与引力相反，使宇宙中的物质和能量之间的距离增加。暗能量占据了宇宙的大部分，约占宇宙总能量的70%。

暗能量是一个很有吸引力的概念，它可以使宇宙的加速膨胀与宇宙演化的主要理论–标准宇宙学模型–相一致。标准宇宙学模型是一个基于爱因斯坦的广义相对论和宇宙微波背景的观测数据的数学模型，它描述了宇宙从大爆炸开始到现在的演化过程。

然而，暗能量也是一个很神秘的概念，它没有以任何其他方式表现出来，也没有被直接观测到。暗能量的本质、来源和性质都是未知的，许多天体物理学家质疑它的存在，并探索宇宙膨胀的其他可能的原因。

我们的宇宙是一个大吞噬者

在2023年12月12日发表在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》上的一项新研究中，科学家们提出了一个大胆的想法：宇宙膨胀可能是由不断与其他宇宙合并所驱动的。

"我们工作的主要发现是，由神秘的暗能量引起的我们宇宙的加速膨胀可能有一个简单直观的解释，即与所谓的婴儿宇宙合并，而且这种模型可能比标准宇宙学模型更符合数据，"研究的主要作者、哥本哈根大学的物理学家扬-安布约恩介绍到。

这个想法基于一种被称为 "永恒膨胀 "的宇宙理论，它认为宇宙不是唯一的，而是无数个宇宙的集合，每个宇宙都有自己的物理定律和特征。这些宇宙不断地在空间中诞生和消亡，就像泡沫一样。其中一些宇宙会存活下来，并与其他宇宙发生相互作用，形成一个复杂的宇宙网络。

虽然多个宇宙与我们的宇宙发生相互作用的想法并不新鲜，但这项研究建立了一个数学模型，以探讨这种情况对我们宇宙演化的假设影响。研究人员的计算显示，与其他宇宙的合并应该会增加我们宇宙的体积，这可能会被我们的仪器感知为宇宙的膨胀。

研究人员说，科学家们还利用他们的理论计算了宇宙膨胀的速度，他们的计算结果比传统的标准宇宙学模型更符合对宇宙的观测。他们还预测，宇宙的膨胀速度会随着时间的推移而变化，这是一个可以被未来的实验检验的重要特征。

宇宙的早期膨胀是怎么回事？

作者的理论还解决了宇宙膨胀的另一个难题–宇宙早期发生的神秘的超快速膨胀，也被称为通货膨胀。通货膨胀是指宇宙在大爆炸后的最初几毫秒内，以超过光速的速度膨胀了约10的78次方倍，从一个原子核大小的点变成了一个足球场大小的空间。

通货膨胀是一个很重要的概念，它可以解释宇宙的一些基本特征，比如宇宙的平坦性、均匀性和无边界性。但是，通货膨胀的原因和机制也是一个谜，物理学家以前曾提出，这种膨胀是由 "膨胀子 "引起的，这里的膨胀子是一个假想的场，它在宇宙大爆炸后的最初几毫秒内推动了超快速膨胀。但是，膨胀子的性质和起源也是未知的，它需要一种超出标准模型的新物理来描述。

在新的研究中，作者认为这种超快速的早期膨胀可能是由于我们年轻的宇宙被一个更大的宇宙所吸收造成的。

"研究人员在论文中写道："宇宙在很短的时间内膨胀了…这一事实引出了这样一种观点，即这种膨胀是由与一个更大的宇宙的碰撞引起的，[也就是说]它确实是我们的宇宙被另一个’母体’宇宙吸收了。"由于我们目前还没有关于吸收过程的详细描述，因此很难判断这种情况的发生是否能够真正解决通货膨胀所要解决的问题，但这种情况的一个有趣的方面是，不需要一个膨胀场。

科学家们认为，在被吸收之后，我们新扩大的宇宙会继续与其他 "婴儿宇宙 "碰撞，并将它们也吸收进来。这样，我们的宇宙就像一个大吞噬者，不断地吃掉其他的宇宙，从而增加自己的体积和能量。

宇宙的多重性和未来

虽然作者的理论能让我们解决现代宇宙学的一些重要问题，但只有观测数据才能验证他们的假设。目前，许多研究宇宙微波背景特性的实验正在进行中，因此科学家们也许能在不久的将来回答这些基本问题。

东京工业大学物理学家Yoshiyuki Watabiki介绍到："我们的宇宙晚期膨胀与标准宇宙学预测不同，我们相信，欧几里得望远镜和詹姆斯-韦伯望远镜的观测结果将确定哪种模型最能描述我们宇宙的现时膨胀。

欧几里得望远镜是欧洲空间局计划于2024年发射的一颗空间望远镜，它的主要目标是研究暗能量和暗物质的性质，以及宇宙的结构和演化。詹姆斯-韦伯望远镜是美国国家航空航天局计划于2023年发射的一颗空间望远镜，它的主要目标是研究宇宙的起源，包括第一代恒星和星系的形成，以及行星和生命的可能性。

如果作者的理论得到证实，那么我们将不得不重新思考我们对宇宙的认识和地位。我们的宇宙可能只是无数个宇宙中的一个，它与其他宇宙有着复杂的相互作用，而且它的未来可能取决于它能否吞噬更多的宇宙。