我們的宇宙，只是高維時空泡沫邊緣處的一塊碎片

高維時空中膨脹著一個氣泡，我們的宇宙在這個氣泡的邊緣處。

The Body

 Annihilation (Original Motion Picture Soundtrack)

Ben Salisbury/Geoff Barrow 

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我們的宇宙，只是高維時空浪尖泡沫邊緣處的一塊碎片？Shutterstock

如同浪尖的泡沫，我們的可觀測宇宙，可能只是一個氣泡邊緣的碎片，持續地向著更高的維度膨脹。

這是近日理論物理學家在試圖用弦理論解釋暗能量本質的過程中，得到的一個推論。

弦理論是一種試圖將20世紀兩大物理學支柱——量子力學和引力學說統一起來的理論框架。弦理論認為，所有粒子都是只有一個維度的「弦」，「弦」顫動方式的不同，決定了這些粒子帶有什麼特徵，比如什麼樣的質量和電荷。弦理論的數學形式是非常優美的，一直以來，都被科學家當成是「萬物理論」——也就是一種能夠解釋所有物理學現象的理論框架的有力候選者。

但是研究弦理論的科學家們，後來卻走向了不同的方向。弦理論有不同的版本，其中有很多認為宇宙存在10個甚至更多的維度——三個空間維度，一個時間維度，再加上許多其它蜷曲在微觀尺度上的維度。這些額外維度如何設定，與我們所知宇宙的特徵有關。

21世紀初，研究人員發現，在弦理論的框架下，在我們這個宇宙之外，至少還存在著10500個各具特色的宇宙。這些宇宙構成了一個「多元宇宙」，我們的宇宙只是微不足道的其中之一。但是根據弦理論方程推導的結果，「多元宇宙」中的子宇宙不應該存在「暗能量」。因此如何解釋我們這個在「暗能量」推動下膨脹著的宇宙，成了一個棘手的難題。

根據2018年12月27日《物理學評論通訊》上的一篇論文，以Souvik Banerjee和Ulf Danielsson為首的一些理論物理學家認為，弦理論在解釋「暗能量」過程中最大的問題是弦理論認為包含「暗能量」的宇宙會快速衰減並消失，因此他們通過自己創立理論模型認為，如果認為包含「暗能量」的宇宙在衰減過程中，會推動宇宙「氣泡」在多個維度上發生膨脹，就能將這個問題解決掉。

他們認為，我們所在的這個宇宙位於其中一個膨脹著的氣泡的邊界處。「暗能量」是我們所在的氣泡壁和更高維度時空相互之間發生影響的一種微妙體現；我們認為的「宇宙大爆炸」，是這個宇宙氣泡開始膨脹的時刻；我們宇宙中的粒子，是「弦」在延展到額外維度後產生的結果。

這些理論物理學家希望，這一假說能夠幫助物理學家在早期宇宙和黑洞方面作出可供觀測的預言。

但是誰又知道呢？

參閱：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.261301

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