霍金遺作——關於多重宇宙,他到底說了什麼沒說什麼?

霍金遺作——關於多重宇宙,他到底說了什麼沒說什麼?
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關於霍金最後一份論文,他與一起撰寫的物理學家Thomas Hertog表示,當中提出的是Toy model(玩具模型),即是把實際情況高度簡化以免初步計算。它是一份理論性的論文,沒有提出任何證明或新穎的論點,更遑論預言世界末日。

物理學巨人霍金(Stephen Hawking)逝世前幾個月(去年7月),與理論物理學家Thomas Hertog在arXiv發表了一份論文。今年3月4日,即霍金逝世前10天,二人再提交論文的修訂版。換言之,這是霍金逝世前仍然不斷努力研究的題目。媒體對這份「遺作」非常關注,因為它涉及「多重宇宙論」(multiverse)。

一看到「多重宇宙論」、「平行宇宙」,很多人不其然浪漫起來。不過,請別對「霍金最後論文預言世界末日、提出平行宇宙」,又或者「霍金找多重宇宙證據」這樣的標題大為興奮,因為這份論文並沒有證明「多重宇宙」或「平行宇宙」存在。

論文題目是A Smooth Exit from Eternal Inflation?(永恆暴脹論的出路?)。永恆暴脹論(eternal inflation)是指在大爆炸(Big Bang)後,宇宙無限膨脹,並產生無限個多重宇宙,且為碎形(Fractal)。霍金明顯不大滿意這個猜想。

科學界其中一個根本的提問是為什麼我們的宇宙是這個樣子,為什麼光速是每秒299,792,458公尺?假如有無限個多重碎形宇宙,那就有無限個可能,一切可測試的科學預測都變得不可能。

Hertog在接受Live Science查詢時表示:「大約一年前,他(霍金)跟我說,讓我們來理順多重宇宙論。就這樣,我們著手研究把多重宇宙的觀點,轉化為一個可測試的科學框架。」

經過一些非常初步的計算,二人認為宇宙膨脹不一定會產生無限多重宇宙,而是可能產生數目有限的宇宙,並提出可以嘗試找出這些宇宙的邊界條件。

Hertog表示,如果將來能夠驗證宇宙微波背景輻射( cosmic microwave background radiation,CMB)跟霍金提出的模型吻合,就可以視為多重宇宙存在的有力證明。

說到這裡,得撥一下冷水。宇宙暴脹/永恆暴脹論也有不同的模型,當中大部分涉及暴脹(inflation)產生的重力波。研究量子重力的物理學家Sabine Hossenfelder就表示,這是一份理論性的論文,如果你很喜歡多重宇宙論,這論文是有趣的,但它沒有提出任可觀測的結論,也沒有任何新穎獨到的見解。在這之前,許多理論物理學家都就宇宙早期或宇宙的形成提出各種理論;弦宇宙論(string cosmology)、圈量子宇宙學(Loop quantum cosmology)......這些都是猜想、理論、揣測,並無確實足夠的證明,而霍金與Hertog這份論文就是其中一個猜想,當中沒有提出新方法去測量其他宇宙的存在。

至於說到什麼世界末日預言,引發這遐想的原因是論文中出現end-of-the-world的字眼,只出現了一次,它是一個關於維度的名稱,全個是‘end-of-the-world’ brane。北卡羅萊納州立大學(North Carolina State University)天文學家Katie Mack表示,這絕對不是預言世界的終結會是如何如何,而是談及一些特定的邊界條件(boundary conditions)。

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