史蒂芬·霍金是當今最偉大的物理學家之一，在他21歲的時候因為患上了肌肉萎縮性側索硬化症，簡稱盧伽雷氏症。因此全身癱瘓不能講話，只有三個手指頭能動，但這並沒有影響到他的思想。在一次新聞發布會上，有位女記者提出一個苛刻的問題，但霍金微笑著回答：「我的手指還能活動，我的大腦還能思考，我有終身追求的理想，有我愛和愛我的親人和朋友，對了我還有一顆感恩的心……」後來，霍金不僅以成就徵服了科學界，也以頑強搏鬥的精神徵服了全世界。
不幸的是，2018年3月史蒂芬·霍金去世，在去世的前幾天，他完成了最後一篇研究論文，並於4月27日發表在《高能物理學雜誌》的網站上。
這是一篇關於多元宇宙的複雜論文，是史蒂芬·霍金與比利時魯汶大學的理論物理學家託馬斯·赫託格合著，關於多元宇宙，首先要從宇宙的初期說起——大約138億年前。
宇宙大爆炸
很多證據表明，我們的宇宙起源於一個無限密集的點，我們所看到的宇宙內的所有物質都是在這個點上誕生的。但是奇點是如何形成的，以及為什麼會發生大爆炸，人們已經不關心的了。我們要了解的是大爆炸剛開始的階段，這個時期被稱為「爆漲」。
科學家預測，爆漲發生在大爆炸之後的10-32秒內。宇宙以指數級的形式膨脹，比光速要快很多。僅僅1秒鐘後，這場大爆炸所產生的能量濃縮成了亞原子粒子，在之後的數百萬年，這些粒子又創造了行星、恆星、星系和生命。爆漲的時期結束，宇宙膨脹的速度開始減慢，膨脹一直持續到了今天。
因為爆漲時期比光速還快，所以我們今天看到的「可觀測宇宙」並不是整個宇宙。這要怎麼理解呢？打個比方，我們把一塊石頭丟進水裡，水裡會出現很多圓形的波紋以固定速度傳播。我們觀測到的是光速傳播的極限波紋，但這並不代表在於這個波紋之外沒有其他事物存在(還有更多的水池，或者說宇宙)，只是我們看不到它。
多元宇宙
長期以來，宇宙學家一直認為我們的宇宙不是唯一的宇宙。事實上，我們的世界只不過是無邊無際的泡沫海洋中的一個泡泡，這個概念被稱為「多元宇宙」。因為爆漲不是一次性的，而是因為某種「永恆膨脹理論」的連鎖反應。也就是說當一個宇宙誕生，爆漲將繼續擴張那個宇宙，而那個宇宙有了它的量子和不穩定性，將產生更多的奇點，然後創造更多的宇宙。這種情況雖然聽起來很混亂，的確如此。這個理論的支持者認為，永恆膨脹是不可阻擋的，非常複雜，並不斷產生新的宇宙。
值得注意的是，在多元宇宙中，其他的宇宙與我們的宇宙擁有不同的物理特性。一個宇宙可能沒有引力，另一個可能沒有物質凝聚力等等。有很多這樣死掉的宇宙並沒有多大意義，而我們人類很幸運，有一個有合適的宇宙。
霍金的觀點
在多元宇宙中，我們的宇宙只是一個口袋宇宙。現在膨脹已經結束，創造了大量的恆星和星系，以及我們人類。
史蒂芬·霍金在採訪中說道：「根據永恆膨脹理論預測，我們的宇宙就像一個無限的分形，由不同的口袋宇宙拼湊而成，物理和化學的定律在一個宇宙和另一個宇宙之間是不同的。但我從來都不是多元宇宙論的崇拜者，如果多元宇宙中不同宇宙的規模很大或無限大，這個理論就無法得到驗證。」
問題是，根據霍金和赫託格的觀點，愛因斯坦的廣義相對論和量子力學相矛盾。「多元宇宙的永恆膨脹模型抹去了經典物理學和量子物理學之間的區別。」赫託格解釋道：「因此，愛因斯坦的理論在永恆膨脹中失效了。」
他們用數學中的弦理論來簡化多元宇宙模型，我們宇宙中的所有亞原子粒子實際上都是由一維的弦組成的。這些弦在空間中傳播，弦的振動態賦予這些粒子量子態(如電荷、自旋和質量)。弦理論還預測了引力子的存在，這是一種攜帶重力的量子粒子。因此，弦理論可以解釋愛因斯坦的廣義相對論(引力)是如何與量子物理學相矛盾的。
總之，數學內容很複雜，這裡只能做簡單的闡述。雖然霍金的論文沒能改變人們對多元宇宙的理解，但他卻對這個領域做出了重要的補充。好了本期內容就講到這裡，有喜歡的朋友可以點讚、關注和收藏哦！