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分享 網管 - 科學新知 | 2018-05-04 | 人氣:269

TechNews科技新報  2018 年 05 月 03 日

無論是量子理論、黑洞、宇宙起源還是人類滅絕,已逝物理學家史蒂芬‧霍金似乎永遠有層出不窮的思路。在霍金逝世前 10 天,提交了人生最後一篇論文,其中關於宇宙起源的新論點違背了霍金自己於 1983 年提出的無邊界理論。也因此,過去我們想像的無窮多元宇宙,數量實際上可能沒那麼多。

和之前宇宙外還有無窮數量的多元宇宙想法相悖離,今年 3 月逝世的理論物理學家史蒂芬‧霍金與比利時天主教魯汶大學物理學教授 Thomas Hertog 合作撰寫的論文提出,如果多元宇宙中某些宇宙的尺度無限大,那麼這理論將不能被測試,換句話說,這樣的理論沒有實質用處。

霍金並未反駁多元宇宙存在,但他相信這個多元在「全幅背景」中仍只是有限存在,而非無窮分化的結構。如果這項理論能被其他物理學家接受並證實,代表未來我們更容易測出宇宙極限──因為範圍縮小了。

根據目前宇宙暴脹論inflationary theory),我們存在的這個宇宙於大爆炸後幾分之一秒內,像吹氣球一樣以比光速還快的速度擴長,之後雖然仍在持續膨脹,可速度慢了許多。

若根據 1983 年提出的永恆暴脹(Eternal inflation)模型,量子漲落(quantum fluctuation)描述了宇宙某些地方從未停止這種暴脹過程,因此「整個背景空間」事實上充滿著無數個和我們宇宙一樣的袖珍宇宙(Pocket universe),各自有各自的物理定律,有些是空的、有些充滿物質、有些擴展太快、有的太過短暫,而我們恰恰好由一個合適的宇宙孕育生成。

但霍金不是無窮多元宇宙的粉絲。他和 Thomas Hertog 不愛無限多元宇宙的不可預測性,反而更喜歡能被驗證的假說,你可以透過任何實驗來證明或反駁──否則就如外媒《New Atlas》所述,科學聽起來就跟宗教一樣,比如上帝創造了一切,這種說法看似優雅也完美回答了我們為何存在,但其本質仍是不可測量。

基於此,包括霍金、Thomas Hertog 等一些科學家認為,現有永恆暴脹理論若不修改就沒有意義,此番修改即新論文重點。永恆暴脹理論一個基本假設是愛因斯坦的廣義相對論有效,但霍金、Thomas Hertog 認為情況並非如此,相反地,愛因斯坦理論在其中破滅了。

(Source:pixabay

他們提出基於弦理論的全新多元宇宙模型,該理論假設宇宙是一個龐大複雜的全像圖,某些三維空間的物理現實(physical reality)可在數學上簡化成二維投影。宇宙有了邊界,我們才能看見。

新理論也違背了霍金自己在 1983 年首次提出的無邊界理論,那時候,霍金表示宇宙沒有所謂「開始」,因為宇宙沒有邊界,在那裡我們熟悉的時間概念不再有任何意義;但現在,他們說宇宙有邊界,結構也簡單許多。如果理論得到進一步證實,我們將會發現多元宇宙不再那樣多元,甚至宇宙背景範圍將變小得多。

霍金人生最後一篇論文處理了科學家一碰就頭疼異常的問題,雖然多數物理學家普遍不同意新論文的想法,甚至稱這篇論文「完全不起眼」、聽起來令人失望,但畢竟理論物理學家只是用數學來回答宇宙最大尺度的問題,也許我們不必評論霍金最後一篇論文是紙上談兵還是革命性論點,只要知道霍金在生命的最後一年,仍孜孜不倦地進行日常工作,試圖了解未知宇宙。

這篇論文還預測未來終有一天,我們可以透過重力波找到平行宇宙存在的證據,研究已於 5 月 2 日發表在《高能物理學報》(High Energy Physics)。

(首圖來源:pixabay

新聞出處:https://technews.tw/2018/05/03/stephen ... e-theory-pocket-universe/