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第32章 平行宇宙2（第2页）

第一层：视界之外

即其他哈勃体积，具有不同的初始条件

如果空间是无限的，而且物质分布在大尺寸上是足够均匀的，那么即使最不可能发生的事情也必然发生在某处。

特别地，应该存在无限多有人的行星，而且包括不是一个而是无限多和你一样的外表、姓名、记忆的人。

无限多和我们可观测宇宙大小一样的区域确实存在，在那里任何可能的宇宙历史都会实际存在。

这就是第一层平行宇宙。

第一层平行宇宙的存在证据

也许这些推断看上去都很疯狂，而且违反直觉，但这个空间无限大的宇宙学模型确实是市场上最简单也是最流行的。

它是宇宙学和谐模型的一部分，与所有观测证据一致，而且被用作天文学会议大部分计算和模拟的基础。

相反、分形宇宙、封闭宇宙、多连通宇宙倒是受到了很多观测的挑战。

但是第一层平行宇宙的观点，曾经也是有过争议的（事实上，梵蒂冈教廷就曾把上述观点看作异端邪说，并以其为理由之一，于1600年在火刑柱上烧死了布鲁诺），所以让我们来回顾一下这两种假设（无限空间和“足够均匀”

的分布）的地位。

空间有多大。

从观测来看，我们宇宙大小的下限已经戏剧性地增长了很多，并且没有停下来的迹象（图1.2）。

我们都接受这样的事实，即我们暂时看不见，但经过移动或等待后可以看见的事物是存在的，例如地平线之下的船只。

宇宙视界之外的物体也一样，随着更远的光花更多的时间到达我们这里，可观测宇宙的半径每年都扩大一光年。

既然我们都在学校学过简单的欧几里得空间，所以很难想象空间不是无限的——谁能想象某处插着几块牌子，上书“空间到此结束，当心下面的沟”

。

但爱因斯坦的引力理论允许空间是有限的，只要是以不同欧几里得空间的方式相连，例如四维球或一个甜甜圈的拓扑结构，从而使朝一个方向的旅行最终可以把你带到相反方向。

宇宙微波背景辐射可以用来细致检验这样的有限模型，但至今还没有给出任何支持——平坦的无限模型非常符合观测数据，而空间弯曲和多连通拓扑结构的模型都有很强的限制。

而且，空间无限宇宙是暴胀宇宙理论的直接预言。

下面所列出的暴胀理论的巨大成功进一步支持了空间就是像我们在学校里学的一样简单而无限。

大尺度的物质分布有多均匀呢。

在一个“岛宇宙”

模型里，时间是无限的，但物质都集中在在一个有限区域，于是第一层平行宇宙几乎所有的成员都死气沉沉的，只有空空的空间。

在历史上这样的模型曾经流行过，一开始认为这个岛就是地球和裸眼可见的天体，在20世纪早期认为银河星系的已知部分。

另一个非均匀的选择就是分形宇宙，其中物质分布是自相似的，宇宙星系分布的所有结构都只是一个更大的自相似结构的一小部分。

岛宇宙和分形宇宙的模型都是最近的观测推翻了。

三维的星系分布图显示，观测到的特殊大尺度结构（星系群，星系团，超星系团）让位给大尺度上的单调均匀，自相似结构都不超过10^24米。

更量化一下，设想在不同的随机位置上放置一个半径为R的球，测量里面每次包含多少质量，并计算每次测量值的变化，用标准偏差M来表示。

已知测量的相对波动

，在R～3×10^23米的尺度以下，偏差在1的量级，而在更大的尺度上，偏差变小。

斯隆数字巡天计划（SloanDigitalSkySurvey）显示，在R～3×10^25米的尺度上

就只有1%了，而且宇宙微波背景辐射的测量也确认，均匀化的趋势一直延续到我们的可观测宇宙边缘（R～3×10^27米），这时

～10-5。