多元宇宙。
史蒂芬·霍金和他的合著者託馬斯·赫託格的上一篇論文說，也許，只是也許多元宇宙畢竟沒有那麼複雜。
他去世的前幾天，著名的理論物理學家和宇宙學家史蒂芬·霍金完成了他的最後一篇研究論文。
它最初是通過arxiv預印本服務提供的，通過了同行評審，並於4月27日在線發表在「高能物理雜誌」上。
這篇論文是與比利時魯汶大學的理論物理學家託馬斯·赫託格共同撰寫的，為理解我們生活的宇宙增加了另一個方面。
不用說，這很複雜。
題為「平穩地從永恆的通貨膨脹中退出？」
該出版物討論了宇宙學家面臨的一個謎團問題。
但在我們深入研究這項研究的癥結之前，讓我們回顧一下我們的宇宙還是嬰兒的時候-大約138億年前。
大爆炸與通貨膨脹。
許多證據表明，我們的宇宙起源於一個奇點，一個無限密集的點，我們所知的所有宇宙就是在這個點誕生的。
我們稱那次事件為「大爆炸」。
但是奇點是如何產生的，大爆炸為什麼會發生，目前還不是人們關心的問題。
我們感興趣的是在我們的宇宙誕生後立即發生了什麼，這一時期被稱為「膨脹」。
宇宙學家預測，宇宙大爆炸之後的一小段時間內，或者說我們宇宙的最初10-32秒內，會發生膨脹！
在膨脹過程中，宇宙呈指數級膨脹，並且比光速快得多。
僅僅一秒鐘後，這種不可思議的巨大爆炸產生的能量凝聚成亞原子粒子，在數百萬年的時間裡，這些粒子創造了恆星、星系、行星和(38億年後)生命。
一旦這個通貨膨脹期結束，宇宙的膨脹速度就會放慢，但它會繼續膨脹到今天。
因為膨脹推動了比光速更快的膨脹，所以我們今天看到的「可觀察的宇宙」並不是整個宇宙。
相反，我們只是存在於光有時間到達的宇宙區域內。
這就像把一塊鵝卵石扔進一個平靜的遊泳池。
從水花中傳播的第一個圓形波紋以固定的速度穿過水池表面。
如果我們想像我們可觀察到的宇宙的極限是漣漪-以光速穿過池子-這並不是說在漣漪之外沒有任何東西存在(在漣漪之外還有更多的池子或宇宙)，我們只是還看不到而已。
因此，膨脹的結果是，應該有更多的宇宙，而不是我們最強大的望遠鏡所能看到的。
進入多元宇宙。
長期以來，宇宙學家一直在努力研究這樣一種可能性，即我們的宇宙並不是唯一的宇宙。
事實上，我們可能不過是無限泡沫海洋中的一個泡泡，這個概念被稱為「多元宇宙」。
你看，通貨膨脹不是只發生過一次；它總是通過某種被稱為「永恆通貨膨脹」的無限巨大的連鎖反應發生。
一個宇宙將出現，膨脹將接管這個宇宙，這個宇宙將有它自己的量子不穩定性，這將產生更多的奇點，進而創造更多的宇宙。
這就像是炸毀了一個派對氣球，而這個氣球本身又催生了許多其他的派對氣球，這些氣球似乎是隨機從其橡膠表面噴發出來的。
這種情況聽起來很混亂，事實也的確如此。
這一假設的支持者認為，永恆的膨脹是不可阻擋的，極其複雜，不斷地產生新的宇宙。
這種情況的數學計算表明，多重宇宙的行為就像一個分形。
值得注意的是，多元宇宙中每個相繼的宇宙不太可能與我們的宇宙共享相同的物理。
一個宇宙可能沒有引力。
另一個可能不支持將物質凝聚在一起的力量。
有很多胎死腹中的宇宙並不值錢。
我們人類只是幸運地擁有一個宇宙，它有合適的環境來創造我們所看到的東西，這是一個被稱為人類原理的哲學論點。
永恆通貨膨脹的問題在於它是混亂的和無限的，而且這個假設最終是不可檢驗的。
如果我們至少不能找到一些支持多元宇宙假說的觀測證據，那麼建立一個關於宇宙(或多個宇宙)的奇妙數學模型又有什麼意義呢？
霍金不是多元宇宙的粉絲。
那麼，霍金和赫託格的研究與這個無情的多元宇宙有什麼關係呢？
在多元宇宙中，我們的宇宙只是一個口袋宇宙，在那裡膨脹已經結束，儘管困難重重，它還是平靜地創造了大量的恆星和星系，以及一群生活在隨機巖石上思考宇宙的人類。
然而，在我們平靜的口袋之外發生的事情有點不同。
霍金在去年的一次採訪中說：「通常的永恆膨脹理論預測，在全球範圍內，我們的宇宙就像一個無限的分形，由不同的口袋宇宙拼接而成，被膨脹的海洋隔開。」
「不同的袖珍宇宙的當地物理和化學定律可能不同，它們加在一起就會形成一個多元宇宙。但我從來都不是多元宇宙的粉絲。如果多元宇宙中不同宇宙的規模很大或無限，這個理論就無法檢驗。」
根據霍金和赫託格的說法，問題在於愛因斯坦的廣義相對論(它支配著宇宙的進化)和量子力學(通過量子漲落創造新宇宙的種子)的不相容。
Hertog在隨附的新聞稿中說，多元宇宙的永恆膨脹模型「消除了經典物理和量子物理之間的分離」。
「因此，愛因斯坦的理論在永恆的膨脹中崩潰了。」
他們的研究並沒有將廣義相對論與量子物理調和(到目前為止，這項探索還沒有成功)，但他們使用弦理論的數學來幫助簡化多元宇宙模型。
簡單回顧一下：弦理論預測，我們宇宙中所有的亞原子粒子實際上都是由一維弦組成的，這些弦在空間中傳播。
這些弦的振動狀態是這些粒子的量子態(如電荷、自旋和質量)的來源。
但弦理論也預言了假想引力子的存在，這是一種攜帶引力的量子粒子。
因此，弦理論可以解釋愛因斯坦的廣義相對論(引力)如何與量子物理相一致。
利用弦理論的數學框架，本研究簡化了多元宇宙。
霍金和赫託格使用全息術的弦理論概念將我們的三維宇宙簡化為二維的「表面」，我們知道的和熱愛的宇宙就是從這個「表面」投射出來的。
通過這樣做，他們能夠在沒有廣義相對論的情況下描述永恆的通貨膨脹，創造出一種「永恆的狀態」。
赫託格在一份聲明中說：「當我們追溯宇宙在時間上的演化時，在某個時候，我們會到達永恆膨脹的臨界點，在那裡，我們熟悉的時間概念就不再有任何意義了。」
數學很複雜，但結果很有趣。
這些計算的效果是把無限和分形的多重宇宙變成比永恆的通貨膨脹預測要簡單得多的(也是有限的)情況。
霍金說：「我們並不局限於一個單一的、獨特的宇宙，但我們的發現意味著多元宇宙的顯著減少，減少到更小範圍的可能宇宙。」
我們怎麼測試它？
客觀地說，霍金的最後一篇論文並沒有徹底改變我們對宇宙(實際上是多元宇宙)如何運作的理解，但它對龐大的理論工作領域是一個有價值的補充。
具體地說，赫託格希望這項研究可以幫助我們尋找由永恆膨脹產生的古代引力波。
然而，對於目前的引力波探測器來說，時空中的這些漣漪太弱了，無法探測到。
我們需要等到先進的天基天文臺--比如計劃中的歐洲航天局的LISA任務--發射升空。
歐空局的麗莎·開拓者。
一位藝術家渲染了歐空局的麗莎探路者，它將負責探測來自太空的引力波。
不管這項研究是否會帶來關於我們生活的宇宙的開創性發現，它都是對一位偉大的科學家的證明，他畢生不知疲倦地工作，以回答人類思考的一些最大的問題。
而在霍金的肩上，其他偉大的思想家將在這項工作的基礎上，有希望地破譯我們的宇宙是獨一無二的，還是它是一個混亂地漂浮在多元宇宙海洋中的氣泡。