已故的物理學家史蒂芬·霍金在他的一生中對宇宙學做出了巨大的貢獻，但他並沒有完全解決宇宙的所有奧秘。現在，他所做的最後一篇論文已經出版了——它介紹了關於宇宙的大小和形狀的一些新觀點。但是這項研究到底說了些什麼呢?這些發現有多重要呢?
我們傳統的宇宙觀是我們的宇宙從大爆炸開始，然後有一個非常迅速膨脹的時期，被稱為永恆膨脹。問題是，膨脹往往會有停止的問題。
這是因為早期宇宙中的膨脹實際上是由量子力學的奇怪規則所支配的，使得它以一種意想不到的方式運行。例如，根據量子力學，粒子可以從真空中隨機出現，然後再一次消失——這就是所謂的量子漲落。應用於早期宇宙，量子漲落可能導致宇宙的某些部分突然開始膨脹比其他部分快。
這就意味著，大多數對通脹的明確描述都有這樣的特徵:儘管通脹可能在某些地區結束，但在其他地區卻仍在繼續，因此整個宇宙將“永恆膨脹”。這意味著我們應該生活在一個平行宇宙的“多元宇宙”的小口袋裡，在這個“多元宇宙”中，膨脹已經停止，恆星形成。但整體的多元宇宙仍在不斷創造新的宇宙。
這樣的宇宙將是非常不均勻的——這是霍金的論文所關注的方面。如果我們把宇宙想象成一個氣球，那麼迅速膨脹氣球就會是均勻的膨脹。但是永恆膨脹看起來就像一小塊氣球突然停止了彈性，不再膨脹。考慮到氣球的其餘部分仍在膨脹，這將會使整個氣球的表面變得非常尖銳。
永恆膨脹理論和多元宇宙的理論是強有力的，因為它們可以很方便地解釋像我們這樣的意識存在的存在。這本質上說，為了讓生命存在，宇宙必須與我們所居住的宇宙非常接近。例如，如果行星沒有形成，那麼就很難想象生命是如何存在的。
如何理解斯蒂芬·霍金?
如果只有一個宇宙，那它就不太可能像我們自己的宇宙一樣。然而，如果有無限多的宇宙，至少其中一個包含生命是有意義的。
但這足以解釋宇宙嗎?畢竟，我們從未見過這些無限的平行宇宙。在《高能物理學雜誌》上發表的一篇論文中，霍金和他的同事、來自比利時的庫魯文大學的托馬斯·赫爾佐格使用了一種玩具模型來探索宇宙的結構。
他們使用一種被稱為全息術的技術——將三維空間從數學上減少到表面的二維投影——試圖計算出宇宙的樣子。整個維度的隱藏使得做這樣的建模更加容易。考慮到隨機的量子漲落的可能性，他們觀察到多元宇宙的可能性，就像一個小的氣球，而不是更平滑的形狀，並且發現宇宙更傾向於平滑。這表明，永恆膨脹也許並不是科學家們最初認為的首選結果。
相反，他們認為多元宇宙遠不是無限的，儘管有可能不止一個宇宙存在。但是，相對於一個無限大的數字來說，更少的可能的平行宇宙的存在更可取，這意味著我們可以試著確定它們的位置和位置。我們還可以探索他們是否在宇宙大爆炸留下的輻射中留下了印記，使理論更容易測試。
雖然這只是一個玩具模型，但在更大的量子宇宙背景下直接解決永恆膨脹的概念是新穎而迷人的。現在，赫爾佐格是否能把這些想法變成一個預測，來預測其他宇宙的跡象還有待觀察。
雖然這是霍金的最後一篇論文，但他也在研究許多其他的理論。例如，劍橋大學的宇宙學家馬爾科姆·佩裡和哈佛大學的Andy Strominger，他試圖弄清楚物理信息是否會永久消失在黑洞中——這是他之前的研究提出的一個問題。與此協作的進一步工作。
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