我们的宇宙到底是如何诞生的？被模拟的概率有多大？

发布者：海月升时 2023-1-26 03:21

根据现有观测数据和理论，可观测宇宙约在138亿年前出现，误差范围约±2000万年；讨论“整个宇宙”或“多重宇宙”则目前无解，宇宙的不可观测部分的尺寸与存在状况目前无法确定，其未必是通过和可观测宇宙类似的过程起源的。

“产生我们这个宇宙”的事件，在古代叫做“神创造世界”，后来叫做“宇宙大爆炸”，在霍金他们那里则改为霍金-哈特尔无边界条件下的量子事件，在模拟宇宙论里叫做“模型开始运转”。

二十世纪六十年代，霍金和罗杰·彭罗斯证明，当时空的弯曲足够陡峭，时空会不可避免地坍缩，爱因斯坦方程将会不起作用，需要新的量子引力理论才能解释。彭罗斯-霍金奇点定理表明，时空无法从一个点中平滑而稳定地展开，“大爆炸奇点”并不存在。

为了抹平理论与观测事实间的矛盾，1980年，美国物理学家阿兰·古斯提出了暴胀：极早期宇宙在10^-35秒到10^-34秒的极短时间内以惊人的速度加速膨。

暴胀宇宙论预言了宇宙的不均匀性，并给出了不均匀程度的估计。根据维尔纳·海森堡的不确定性原理，在暴胀时期，宇宙中存着微小的量子热涨落，暴胀将这些涨落放大到宇观尺度，成为当今宇宙中所有结构的种子。暴胀理论预言，这些原初涨落基本上具有尺度不变性并满足高斯分布。上述预言已经通过测量微波背景辐射得到了精确的证实。

霍金将费曼的总和历史方法应用于研究宇宙起源，这涉及总和在时空的每一条世界线可能发生的事件，意味着必须考虑宇宙的边界条件，而最特殊的边界条件就是没有边界。1981年，霍金发表了论文《宇宙边界条件》，提议宇宙可能没有边界，即没有起源或终结。

1983年，霍金与詹姆斯·哈特尔合作提出宇宙无边界模型：

在普朗克时期之前，由于量子力学的不确定性原理，宇宙没有时空边界；在极早期宇宙里只有空间、没有时间，宇宙起源的概念毫无意义。

那之后，霍金多次谈到，宇宙可以通过量子机制整个涌现于虚无之中。

我们可以构建这样的模型：宇宙的总能量是零。在宇宙的总能量是零的情况下，要平衡恒星的能量，简单有效的方法是抬出引力：引力是吸引的，引力能是负的，你必须做功才能把引力束缚的系统（例如地球和月球）分离开。但是，地球的引力能不到构成地球的物质粒子的不变质量所对应之能量的十亿分之一。恒星这样的物体会有更负的引力能，恒星的尺寸越小（它的不同部分相互靠得越近），引力能就越负，可是在引力能足以抵消自身的不变质量之前，该恒星就足够坍缩成黑洞了，而黑洞具有正的能量。这导致真空的相对稳定，避免在你脸上随机涌现恒星或黑洞——避免量子涨落给你造成什么特殊的打击。而整个宇宙却能自发涌现。因为引力赋形于时空，允许时空局部稳定且全体不稳定。在全宇宙的尺度下，物质的能量可以被引力能的负能量抵消到零。由此，宇宙可以从无之中自我创生，不需要一个非常特殊的奇点，不需要任何类型的创世者。

过去几十年里，人们已经建立了许多不需要大爆炸奇点的宇宙学理论。

三十多年前热门过的永恒暴胀模型认为宇宙是永无止境地高速膨胀的伪真空，在里面随机地产生膨胀减慢下来的岛宇宙。

这可以和开放宇宙的遥远未来或者大撕裂合并起来，认为我们这个宇宙将来会回到永恒暴胀之中。近年来有一些十分蠢的“先给出一个不可能的假设再推导出矛盾来谈论‘永恒暴胀必须有开端’”的文章也发表在有同行评议的期刊上了，因此你大可在这领域随便想想。

支持模拟宇宙论的观点主要是这种格式：

如果先进文明对“自己的过去”或者“落后文明是怎么发展的”感兴趣，而且有能力建立模拟世界，他们就很可能建立模拟世界来研究模拟的文明，这步骤可以反复进行（一个先进文明可以模拟许多个落后文明）和多重嵌套（模拟出来的文明发展到一定阶段也可以建立自己的模拟），于是多重宇宙里虚拟文明的数量应该远远超过实体文明，我们是虚拟文明的概率非常高。