我們的宇宙是否是一個更高維度的膨脹氣泡?一項新的物理學理論證實是真的。來源：Shutterstock
就像浪尖上的一點泡沫，我們可觀測的宇宙可能只不過是不斷膨脹到更高的維度的氣泡邊緣上的一小片。
雖然這個令人難以置信的想法聽起來像是出自物理學家們狂熱的夢想，但它實際上是一種新的假設，旨在調和弦理論的數學與暗能量的現實，暗能量是一種神秘的、無處不在的宇宙力量，它的作用與引力相反。
弦理論試圖將20世紀物理學的兩大支柱——量子力學和引力——統一起來，它假定所有粒子都是一維弦，其振動決定質量和電荷等性質。這個理論被描述為數學上的美麗，並且在很長一段時間內一直是科學家們所謂的萬物理論的主要競爭者之一。所謂萬物理論是指一個解釋所有物理現象的框架，在布萊恩·格林的《宇宙的琴弦》(諾頓,1999)等書中得到推廣。
但是弦理論學家最近迷失在他們自己的推測中。弦理論的許多版本都要求現實由10個或更多維度組成——我們通常經歷的3個空間和1個時間，以及許多其他的維度，這些維度被捲成一個極其緊密的點。這些額外維度的具體配置決定了我們所感知的宇宙的特徵。
在2000年代早期,研究人員發現弦論允許多達10^500個（即數字1和500個零）獨特的宇宙存在，創造了一個多宇宙景觀，我們的特定宇宙只是一個很小的部分，正如前面生命科學報導。但弦理論方程也大多產生了缺乏暗能量的假想宇宙，天文學家在20世紀90年代發現了暗能量，目前正加速宇宙的膨脹。
今年早些時候，研究人員給弦理論當頭一棒，他們提出，在弦理論所描述的幾乎數不清的宇宙中，實際上沒有一個宇宙包含我們所知道的暗能量。「越來越清楚的是，到目前為止在弦理論中提出的描述暗能量的模型受到數學問題的影響，」烏爾夫·丹尼爾森是12月27日發表在《物理評論快報》上的一篇新論文的合著者，也是瑞典烏普薩拉大學的理論物理學家，在生命科學講道。
丹尼爾森說，最基本的問題是，控制弦理論的方程式表明，任何一個暗能量存在的宇宙都會很快衰變並消失。「我們的想法是把這個問題變成得有價值。」他說。
他和他的同事們一起建立了一個模型，在這個模型中，導致這些暗能量滲透的宇宙衰變的過程實際上驅動了由多個維度構成的泡沫的膨脹。我們生活在這些膨脹氣泡的邊界內，「暗能量以一種微妙的方式，通過我們所居住的氣泡壁與更高維度之間的相互作用而產生，」丹尼爾森在博客中描述了這一新理論。
多重宇宙
據丹尼爾森說，宇宙誕生時的大爆炸成為了這個氣泡開始膨脹的時刻。我們宇宙中的粒子只是弦延伸到額外維度的端點。丹尼爾森和他的同事們有興趣檢驗他們的模型是否與物理學的其他已知方面相兼容。丹尼爾森說，這個假設可能有助於物理學家對早期宇宙和黑洞做出可觀測的預測。[史蒂芬·霍金關於黑洞最出格的觀點]
但其他研究人員並不買帳
「這是一本沒有任何實驗證據支持的數學小說。」德國法蘭克福高等研究所的物理學家薩賓·霍森費爾德告訴生命科學。
霍森費爾德對基礎物理學的最新觀點持批評態度，並在去年出版了一本書，名為《迷失在數學:美好如何讓物理學誤入歧途》(基礎書籍出版社, 2018)。「弦理論學家提出了看似無窮無盡的數學構造，而這些構造與觀測沒有任何已知的聯繫，」她說。
但丹尼爾森並不認為弦理論永遠無法檢驗，目前圍繞它的爭論已經為該理論提供了一些檢驗。「如果結果證明弦理論不能產生我們觀察到的那種暗能量，那麼弦理論不僅受到了檢驗，而且被證明是錯誤的，」他說。
我就是宇宙，宇宙就是我，我們的心投射出宇宙。