宇宙大爆炸理論示意圖

霍金體驗太空飛行

據英國《每日電訊報》報道，為何宇宙大爆炸如此巨大？為何幼兒期宇宙膨脹得如此迅速？對於這樣的問題，劍橋大學著名天體物理學教授斯蒂芬·霍金提出了一個新觀點－－將早期宇宙看成是有多個選擇的量子體，逐漸混合成了我們現今所看到的浩瀚宇宙。霍金及其同事認為此觀點能更加完美地解釋大爆炸為何能讓宇宙迅速膨脹起來。

天文學家推斷早期宇宙以難以置信的速度膨脹，從而形成了現今的浩瀚宇宙。為此他們甚至已經提出了一個具有類似宇宙特徵的鄰近區域迅速膨脹的方法，來解釋宇宙的這種快速膨脹。然而，一個更加深層的問題出現了：為何膨脹只出現在宇宙誕生的第一現場？霍金和巴黎宇宙粒子和宇宙哲學實驗室的托馬斯·赫特格共同得出了這一答案，英國《新科學家》雜誌並加以報道。

霍金最出名的嘗試是將非常小的量子理論、引力理論和涵蓋非常廣的廣義相對論結合成一種新理論，稱作「量子引力理論」。

我們知道量子力學充滿各種奇怪的想法，讓我們對宇宙膨脹理論產生了新的認識－－科學家現在認為宇宙本身只有原子大小時就出現了膨脹現象。根據量子理論知識，當一個光粒子從A點運行到B點時，它不只沿一個途徑運行，而是同時探索每一條途徑，且越直接的路徑越頻繁使用。這被稱作過去事件發生的總數，霍金教授和赫特格為宇宙學提出了相同的理論。

在此理論中，早期宇宙被描述成一種名為波函數的數學對象，有點類似光粒子。這是這個科研小組兩年前提出的，這意味著宇宙沒有獨特起源，相反波函數宇宙包含多種發展方式。這是一種非常不直觀認識：他們爭辯說，宇宙以可以想像得到甚至想像不到的任何一種方式開始。由於宇宙誕生的方式非常豐富，因此大部分嬰兒宇宙夭折，只留下現在我們能看到的這一成熟宇宙。

但是這種理論跟其他任何新觀點都一樣都有問題。這兩位教育發現他們無法解釋宇宙迅速膨脹、宇宙演變遺留下來的所謂的宇宙微波背景、宇宙大爆炸回聲效應、以及探測氣球和太空探測器能測量的創造遺物等跡象。現在，在加利福尼亞大學的詹姆士·哈特勒教授和桑塔·芭芭拉發表在《物理評論快報》雜誌上的一篇論文中，他們認識到他們對宇宙膨脹的早期評估是錯誤的，因為他們沒有完全考慮到理論預測和我們的回聲觀測結果之間的聯繫。

赫特格說，首先，他們發現最可能的宇宙歷史只是宇宙誕生時所經歷的一點點膨脹，這與科學家的觀測結果相矛盾。現在赫特格他們根據有限的宇宙觀測結果對宇宙膨脹進行了修改，發現波函數確實能預測更長時期的宇宙膨脹。霍金教授告訴《新科學家》雜誌說：「這個建議能解釋為什麼宇宙發生膨脹。」

通過考慮我們對宇宙的有限觀測，他們已經總結出一個新宇宙學理論。大多數宇宙模型是從前至後的，也就是說，你從完美定義的大爆炸初始狀態開始，一直向後扮演到現今的宇宙。然而霍金和赫特格表示，我們無法也不可能知道宇宙誕生的初始狀態。相反，我們只知道宇宙的最終狀態，也就是我們現在的宇宙。

因此，他們的觀點從我們現在觀測到的宇宙狀態開始，向後推測並確定宇宙可能存在的初始狀態。通過這種方式，他們認為宇宙不只有一個獨特的開端和歷史，而是有多個不同的開端和歷史，它經歷過種種情況。

此新理論非常具有吸引力，因為它與最普遍的弦理論相符，而弦理論是「萬物理論」，任何東西都適應。赫特格表示，除了我們現今有的宇宙之外，弦理論還讓宇宙存在難以想像的多個不同類型，但是該理論不包含對它們進行選擇的標準，因此無法解釋為什麼我們的宇宙就是這一模樣，為何會出現這種膨脹。他說：「為此得需要一個波函數宇宙理論。」現在宇宙哲學界已經有一個這樣的理論。下一步是發現能進行檢測的特殊預測結果，以證實這種宇宙如何演化的新觀點。