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第79章 纯理论（第3页）

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LauraMersini-Houghton和RichardHolman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（BigCrunch），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）。

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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（FrederickVine）以及卓门·马修斯（DrummondMatthews）联结哈里·海斯（HarryHess）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（LawrenceMorley）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》（SaturdayReview）上。

自1966年开始，拉蒙特－多尔蒂地质观测站（Lamont-DohertyGeologicalObservatory）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（northAtlanticsReykjanesridges）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（GlobalPolarityTimescale，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（EuropeanSpaceAgency，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。

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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。

McCormac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。

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