霍金在生前最後一篇論文中與同事否認了宇宙永恆膨脹
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霍金在生前最後一篇論文中與同事否認了宇宙永恆膨脹。圖片來源：Jason Bye
當斯蒂芬·霍金於3月14日去世時，這位英國著名的理論物理學家還有幾項研究工作尚未發表。5月2日，《高能物理學學報》發表了他關於宇宙學的最後一篇論文——宇宙是如何產生和進化的科學。（其他關於黑洞的論文則仍在準備之中）
在這篇新論文中，霍金和比利時魯汶天主教大學的理論物理學家Thomas Hertog嘗試著在一種叫做「永恆膨脹」的奇異概念中插入一根針——一些物理學家根據這一理論，認為我們的宇宙不可避免的只是無限多的多元宇宙中的一個。而借用弦理論中的一個概念，霍金和Hertog認為，沒有永恆的膨脹，並且只有一個宇宙。但是他們駕駛的是一些更基本的東西：科學家認為我們的宇宙從來沒有一個獨特的創造時刻。
根據宇宙大爆炸理論，宇宙是在100多億年前一次大爆炸後膨脹形成。一些科學家基於「永恆膨脹」的概念，提出了多重宇宙的理論。
從整體上看，宇宙在大爆炸後的膨脹是永恆的，只是在一小部分區域停止或減速，形成無限多的分形結構，好像一個個口袋。也就是說人類能觀察到的宇宙是一個口袋宇宙，這片宇宙區域中膨脹已結束，恆星和星系已形成，而不同口袋宇宙之間由還在繼續膨脹的區域隔開。
據新華社報道，在這篇霍金生前最後的論文中，他和Hertog並不認同這種觀點。他們認為，宇宙總體上相對平整並且是「有限的」，並非所謂的分形結構。
Hertog說，有關永恆膨脹的一個問題是，它假設了一個根據愛因斯坦廣義相對論不斷進化的背景宇宙，並且把量子效應當成這其中的微小波動，但有關永恆膨脹的理論會消除經典物理學和量子物理學的差異，愛因斯坦的理論在這種狀況下就會瓦解。
霍金和Hertog用弦理論統一相對論和量子力學，重新計算永恆膨脹的問題。研究發現，永恆膨脹在某個節點會達到一個「門檻」，人類熟知的時間概念過了這個門檻就會失去意義。Hertog說：「我們沒有減少到一個唯一的宇宙，但我們的結果還是大大簡化了多重宇宙，可能存在的宇宙範圍要小得多。」
霍金和Hertog的論述如能被證實，將對當前的多重宇宙理論架構產生很大影響。Hertog計劃通過尋找引力波來測試這一理論，這些引力波不能被第一次探測到引力波的激光干涉引力波天文台（LIGO）探測到，計劃於2034年建成的激光干涉空間天線（LISA）理論上具備探測到這種引力波的能力。
據悉，相關理論最早在去年7月劍橋大學一個會議上首次公開。論文顯示的最後修改時間是2018年3月4日。10天後，霍金逝世。
雖然爭論還在繼續，但霍金的成就無疑影響深遠。自從霍金於3月14日去世後，已有數千人來到劍橋在悼念霍金的簽名冊上簽名。在互聯網上的簽名冊亦有大量來自世界各地民眾的留言。霍金的骨灰將被安放於倫敦威斯敏斯特教堂，與著名科學家牛頓、達爾文等毗鄰。
霍金1942年1月8日生於英國牛津，生前任劍橋大學教授，曾擔任過該大學盧卡斯數學教授。1963年，霍金在21歲時患上肌肉萎縮性側索硬化症，全身癱瘓，不能言語，手部只有3根手指可以活動。他的主要研究領域是宇宙和黑洞，提出過與黑洞相關的「霍金輻射」理論。他還撰寫過全球暢銷科普書《時間簡史》，該書自1988年首版以來，已被翻譯成數十種文字，銷售量超過千萬。
（趙熙熙）
《中國科學報》（2018-05-07 第2版 國際）
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