第79章 纯理论（2/2）
注： 以上节录和改编 自基于正负磁极子相互作用的统一相位场论与nasa 天文观测数据分析。
2003年《科学美国人》杂志中 ，有一篇由美国宇宙学家马克斯·泰格马克 写的平行宇宙专文 ， 文中他将平行宇宙分成四类：
第一类：
这类的宇宙和我们宇宙的物理常数相同，但是粒子的排列法不同 ，同时这 类的宇宙也可视为存在于已知的宇宙 （可观测宇宙） 之外的地方。
第二类：
这类的宇宙的物理定律大致和我们宇宙相同， 但是基本物理常数不同。
第三类 （艾弗雷特的多世界诠释） ：
根据量子理论，一件事件发生之后可以产生不同的后果，而所有可能的后 果都会形成一个宇宙， 而此类宇宙可归属于第一类或第二类的平行宇宙， 因为这类宇宙所遵守的基本物理定律依然和我们所认知的宇宙相同（上述 “一颗球落入时光隧道 ，回到了过去 ，撞上了自己， 因而使得自己无法进 入时光隧道 ”诡论的平行宇宙解决办法属于此种） 。
第四类 （数学宇宙假说） ：
这类的宇宙最基础的物理定律不同于我们宇宙， 而基本上到第四类为止， 就可以解释所有可能存在（也就是可想像得到的） 的宇宙，一般而言这些 宇宙的物理定律可以用m理论构造出来。
无穷宇宙 （开放宇宙） 理论
无穷宇宙——在宇宙中存有大量的可观测区（见上图中有着红色十字中心 的红圈） ， 我们的 “宇宙 ”不过是其中的一个可观测区而已。
开放宇宙理论认为，我们目前所知的宇宙只是整个宇宙中可观测的一小部 分 。 在这个部分以外， 整个宇宙尚有无限大的未被观测的空间。
根据相对论， 光速为宇宙最快的速度， 我们所看到的部分 （可观测宇宙） 为已经到达地球的光线 。要注意的是，可观测宇宙并不等于哈伯体积 ，哈 伯体积直接取决于宇宙的年龄（因为若宇宙诞生于 n 年前，则能到达地球 的光线最远只能在 n 光年处，再更远的光线则尚在路途上，故未能被地球 上的观测者所观测） 。哈伯体积的膨胀是因为有越来越远处的光线到达地 球。
且根据泰格马克教授的推论， 在距离约noioig米的宇宙远方 （此值是根据 质子配置而可能出现的模式总数所算出） 可能有“ 另一个地球 ”、“ 另一 个自己 ”。换句话说 ，就是存有与我们可观测宇宙（半径约4.4x1026米） 完 全相同的分身，亦即开放宇宙理论说明了第一类平行宇宙存在的可能性。
泡沫宇宙理论
“泡沫宇宙 ”示意图
宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常数，我们的 “宇宙 ”不过是其中的一个 “泡沫 ”而已。
泡沫宇宙理论认为存在有无限多的开放宇宙，而这些开放宇宙本身有着不 同的物理常数，这些开放宇宙的 “距离 ”比我们的开放宇宙的 “边缘 ”还 要远， 意即这些宇宙存在于无穷远的地方之外。
这个理论由安德烈·林德最早提议， 而泡沫宇宙理论本身能和暴胀理论在 相当程度上契合，而这个理论本身牵涉到宇宙可能是由某个 “亲宇宙 ”的 量子泡沫中所诞生的可能 。而这些量子泡沫产生于能量的起伏，这些能量 的起伏可能会产生微小的 “泡沫 ”和虫洞。
若这些 “泡沫 ”不是非常巨大 ，它们会像膨胀的气球般，到了最后消失无 踪 。不过如果能量起伏大于某个常数，这个泡沫就会不断膨胀 ，甚而产生 一个 “子宇宙 ”，而 “子宇宙 ”的体积可能大到足以让宇宙大尺度结构存 在的地步。
2005 年 ， 美 国 的 理 论 物 理 学 家ura mersini-houghton和 richard holman预言， 宇宙辐射存在不规则分布的原因是其他宇宙的牵引 。 普朗 克天文望远镜的宇宙背景辐射图在理论上是分布均匀的，但实际结果显示 南半部天空中存在一个强大的中心，以及一个无法用现有物理学知识解释 的冷斑点 。 mersini-houghton认为这证实了自己的预测。
大反弹理论
“振荡宇宙”示意图
大爆炸后宇宙膨胀，其后又在重力作用之下开始收缩，然后接着是大挤压， 在大挤压之后的下一次大爆炸被称为大反弹。
根据循环量子引力理论， 大爆炸可能只是宇宙不断膨胀和收缩的周期中， 一个新的膨胀时期的开始而已 。 每个周期开始于大爆炸 、 结束于大挤压 （ big crunch），而这个周期的轮回是无限的，被称为 “振荡宇宙 ”—— 在大爆炸之后宇宙膨胀，而之后在重力的作用之下宇宙开始收缩，然后接 着是大挤压，在大挤压之后的下一次大爆炸被称为大反弹 。虽然这个模型 曾经一度被否决， 但是膜宇宙论近年来已重拾此模型 （振荡宇宙模型） 。
在每个周期中，宇宙可能会有不同的宇宙常数，而因此这些不同周期时的 宇宙可视为第二种平行宇宙。
泡沫宇宙理论和大反弹理论使第二种平行宇宙的存在成为可能。
量子力学的多世界解释：
量子力学的多世界解释是一种主要的量子力学解释，在由此解释方式中的 众平行宇宙共有一个关于时间的变数，而这些平行宇宙彼此之间有着相同 的起源，而这些宇宙彼此之间的基本物理定律相同，但物理常数可能会有 所不同，而它们亦可能处于不同的状态，而且这些宇宙彼此之间没有任何 的联系 ，因此它们彼此之间没有任何讯息互通，这些宇宙彼此之间的关系 由它们之间的叠加态决定。
此理论为第三类平行宇宙的基础。
m理论
根据m理论，我们的宇宙很可能是产生于11维薄膜的碰撞与撕裂当中，基 本上由此产生的宇宙可以和多世界诠释里所说的宇宙极为不同。
由m理论可推出第四种平行宇宙的存在。
弦论 “地景 ”
根据iib型弦论， 从十维弦论的世界到我们所知的四维世界有极多种的变 换方式，而不同的变换方式会产生相当不同的宇宙 。下层宇宙是意识关注 后形成的投射 ，因观察而显化 、坍缩成实相，在观察结束后又瞬间恢复成 波函数态， 即混沌的虚无。
地磁逆转
地磁逆转是指地球磁场方向的变化，也就是北磁极和南磁极的对调 。地磁 逆转的发生常常伴随着磁场强度的减弱，当新的方向确定后，磁场强度又 会迅速增加 。地磁场一般几万年甚至更久才会发生逆转，发生的频率也不 固定 。最近研究显示，地磁翻转的过程最快在百年内即可发生 ，颠覆了以 往认为需要千年的普遍认知。
历史
在二十世纪早期，地质学家首次注意到一些火山岩并非朝向预期中的方向 磁 化 。 第 一 次 针 对 地 磁 逆 转 的 调 查 是 由 日 本 地 球 物 理 学 家 松 山 基 范 在 1920年代完成的， 他注意到有些日本岩石地磁反转， 而它们都属于更新 世早期或更早 。在当时他提出地磁场可能曾经相反，但由于对地磁场的认 识太少， 因此地磁反转的理论只受到微小的关注。
大多数1950年代末期对古代地磁场的研究都着重于调查磁极与大陆漂移。 尽管一些岩石被发现会在冷却时反转磁场，大部分受磁化的火山岩在冷却 时会留下地磁场存在的痕迹 。 最初认为逆转每一百万年发生一次， 但在 1960年代发现每次逆转的周期是无规律可循的。
在1950和1960年代， 研究船收集关于地磁场变化的资料 。 由于航线的错 综复杂，整合航行资料与磁力计读数变得困难 。但当资料绘制成图时 ，明 显地有显着的规律连续磁性条带横越海底。
莫里－范恩－马修斯假说：
在 1963 年 ， 弗 雷 德 里 克 · 范 恩 （ frederick vine ） 以 及 卓 门 · 马 修 斯 （ drummond matthews） 联结哈里·海斯 （ harry hess） 的海底扩张学 说与已知的地磁逆转时间表，提出了一个简单的解释：如果新的海底获得 了当前的地磁场 ，中洋脊的扩张会产生平行于中洋脊的磁性条带 。加拿大 人劳伦斯·莫里 （wrence morley） 在1963年1月提出了相似的解释 ， 但他的成果遭到《自然》 及《地球物理学研究杂志》科学期刊的拒绝 ，直 到1967年才被刊登在文学杂志《周六评论》 （ saturday review） 上。
自 1966 年 开 始 ， 拉 蒙 特 － 多 尔 蒂 地 质 观 测 站 （mont-doherty geological observatory） 的科学家发现横越太平洋-南极洋脊的地磁数 据 图 表 与 北 大 西 洋 雷 克 雅 内 斯 中 洋 脊 （ north antics reykjanes ridges）相互对应 。相同的地磁异常现象在世界各海洋被发现 ，使得估算 大部分海洋地壳诞生的时间变得可能。
透过分析古地磁学的资料，我们现在知道地磁场自地球历史早期形成以来 已经反转过数以万次 。由于全球磁极时间表（ global prity timescale, gpts） 越来越精确， 揭示了过去地磁反转的发生速率是相当多变的 。 在 某些地质年代间（如白垩纪稳定期），地磁场被观测到在数千万年间保持 一个单一的方向 。其他的时间似乎发生得非常迅速，五万年间发生了两次 反转。最近一次反转是大约在78万年前的布容尼斯－松山反转。欧洲空间 局 （ european space agency， esa） 发现： 在印度洋， 地磁有所增强； 但在整个美洲， 地磁都呈现减弱。
地磁反转之前 ，各地会出现地震 、气候异常 、飞行器导航失灵 、南北两极 同时高温 、 动物与人的情绪难以控制的焦躁 、 冲突加剧等现象。
对生物圈的影响
在产生第一个地磁极性时间尺度后不久，科学家们开始探索逆转可能与灭 绝有关的可能性。
大多数此类提议都基于地球磁场在反转期间会弱得多的假设。可能第一个 这样的假设是，被困在范艾伦辐射带中的高能粒子可能会被释放并轰击地 球 。详细的计算证实，如果地球的偶极子场完全消失（留下四极子和更高 的组件），大部分大气层将变得容易接近高能粒子，但会成为它们的屏障， 宇宙射线碰撞会产生二次辐射铍10或氯36。2012 年德国对格陵兰冰芯的 一项研究显示 ，在41,000 年前的一次短暂的完全逆转期间 ，铍10达到峰 值， 这导致磁场强度在逆转期间下降到估计正常值的 5%。 有证据表明 ， 这发生在长期变化期间和逆转期间。
ormac 和 evans 的另一个假设： 假设地球磁场在反转过程中完全 消失 。火星的大气层可能已经被太阳风侵蚀掉了 ，因为它没有磁场来保护 它 。他们预测离子将被从地球大气层中剥离 100 公里以上 。然而 ，古强 度测量表明 ，磁场在反转过程中并没有消失 。根据过去 800,000 年的古 强度数据 ，在brunhes-matuyama 反转期间 ，磁层顶仍然估计在大约三 个地球半径处 。即使内部磁场确实消失了，太阳风也可以在地球的电离层 中感应出足以保护地表免受高能粒子影响的磁场。
假设也朝着将逆转与大规模灭绝联系起来的方向发展。许多这样的论点是 基于逆转率的明显周期性，但更仔细的分析表明，逆转记录不是周期性的。
然而，可能是超级时空的末端引起了强烈的对流，导致了广泛的火山活动， 并且随后的空气中的灰烬导致了灭绝。
由于多种原因，很难对灭绝和逆转之间的相关性进行检验 。较大的动物在 化石记录中太稀少了，无法进行良好的统计 ，因此古生物学家分析了微化 石的灭绝 。 如果化石记录中存在中断， 即使是微化石数据也可能不可靠。 当极性间隔的其余部分被简单地侵蚀掉时，消光似乎发生在极性间隔的末 端 。统计分析显示没有证据表明逆转和灭绝之间存在相关性 。当逆转发生 时，连同太阳都会发生逆转，太阳系内的所有天体与太阳系内的所有场域 空间都会因此发生巨大的电磁秩序紊乱。
反物质
在现代物理学中，反物质被定义为由 “普通 ”物质中相应粒子的电磁轴向 反粒子组成的物质。粒子加速器以及在宇宙射线碰撞和某些类型的放射性 衰变等自然过程中，每天都会产生微量的反粒子，人工产生的总数量只有 几纳克，但其中只有一小部分成功地被束缚在实验中一起形成反原子 。反 物质无法长期存在于我们正极向的空间内 。 所谓的正反都是相对而言的， 如果我们进入镜像对等极化空间内，我们现有的物质对那个极向空间来说 也是反物质。
1927年12月， 英国物理学家保罗·狄拉克提出了电子的相对论方程， 即狄 拉克方程 。有趣的是，等式中发现除了一般正能量之外的负能量结果 。这 显示出一个问题：当电子趋向于朝着最低可能的能级跃迁时，负无限大的 能量是毫无意义的 。但为了要弥补这条件，狄拉克提出真空状态中是充满 了负能量电子的 “海 ”，称作狄拉克之海 。任何真实的电子因此会填补这 些海中具有正能量的部分。
衍申这个想法，狄拉克发现海中的这些 “洞 ”则具有正电荷 。起初他认为 这是质子，但赫尔曼·外尔指出这些洞应该是具有和电子相同的质量。1932 年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在 。在此期间， 反物质有时也常被称作 “反地物质 ”。虽然狄拉克自己没有使用反物质这 个术语，但是后来的科学家将反质子等粒子称呼为反物质 。完整的反物质 元素周期表由夏尔·让内于1929年完成。