3月,著名物理学家史蒂芬·霍金去世了,在他去世之前,霍金曾出版过230篇关于宇宙起源的文章,例如黑洞理论以及量子论。在他去世前10天,霍金甚至还完成了它关于宇宙起源的最后一篇文章,如今也在《高能物理杂志》(Journal of High Energy Physics)发表了。有趣的是,这篇文章和他之前的观点其实有所出入。
根据PBS报道,这篇文章由霍金和比利时鲁汶大学理论物理学家赫托格(Thomas Hertog) 合作完成,他们基于弦理论进行了大量复杂的数学计算,得出了所谓的多元宇宙是有限的结论。这个结论直接驳斥了一直以来存在的“宇宙可以无限扩大”的说法。
宇宙暴胀理论认为,在大爆炸后的极短时间内,时空进行了爆炸性扩张。一些科学家们继而推论,在整体上宇宙会永恒地膨胀,只在一小部分区域停下来,不断形成无限多气泡般的宇宙。人类的可见宇宙就是不断膨胀的时空中的其中一个“泡泡”。
霍金曾在去年秋天接受采访时说道:“常规的永恒膨胀理论预测宇宙是一个无限的分形,在膨胀的海洋中,镶嵌着不同的口袋宇宙。”
霍金还表示:“从来不喜欢平行宇宙这个概念,因为如果平行宇宙中的不同宇宙是无限的,那么这个理论就不发得到验证。”
爱因斯坦花了一生的的时间研究出来了广义相对论以及量子理论,却在宇宙无限膨胀论的研究中失败中。霍金和Hertog利用弦理论统一相对论和量子力学,重新计算永恒膨胀问题。
(弦理论是一种试图将四种相互作用力统一起来的理论,认为自然界的基本单元是微小的“弦”,弦在振动和运动过程中产生基本粒子。)
具体来讲,他们借用了弦理论中的“全息”概念:整个宇宙是一张巨大而复杂的全息图,三维空间中的物理现实在数学上可以简化投影到二维平面上。
霍金和赫托格发展出了“全息”概念的一个分支,将永恒膨胀理论中的时间维度投射出来,从而摆脱对爱因斯坦理论的依赖。在这个模型中,永恒膨胀被简化为时空起点上的一张空间曲面。
最后,这篇文章总结“宇宙是有边界”的理论,这和他本人之前提出的“宇宙是无边界”的理论完全相悖。但是,PBS报道,有些物理学家指出,霍金-赫托格这个理论可信度“不高”。
法兰克福高级研究所的理论物理学家Sabine Hossenfelder 在她的博客上表示,霍金文章中的新观点或许只是凑巧得出的,实际上并没有充足的证据可以证明这个观点。
她在博客中写道:“我知道霍金是一个无论在科学界还是其他领域都是深受爱戴的人,但是这篇文章其实并没有什么亮点。”
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