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描述我们宇宙诞生的模型被称为大爆炸模型 ， 它是目前最受欢迎的理论 ， 但是这个模型有一些问题 。 例如 ， 它并不能告诉我们为什么宇宙是非常均匀 ， 也就是说在几何上看起来非常平坦 。 正如我们之前的文章所讨论过的 ， 宇宙暴涨可以解决这些问题 ， 并解释了我们今天观察到的宇宙的大部分结构 。
当宇宙暴涨开始时 ， 在很短的时间内 ， 这样体积就增加了10^78倍 。 这种宇宙暴涨的影响之一是 ， 比我们可观测宇宙大得多的宇宙可能不是那么均匀 。 在1990年代 ， 科学家们意识到这种大规模的不均匀性可能意味着暴涨在不同时间、不同的地点结束 ， 这个概念被称为永恒暴涨 。 如果这是真的 ， 那么宇宙可能比我们意识到的要大得多、复杂得多 。 事实上 ， 我们所知道的宇宙可能只是所有存在的一小部分 。
永恒暴涨暴涨的发生是因为我们的宇宙拥有大量以标量场（暴涨场）形式存在的能量 ， 这个场引起了宇宙的大规模膨胀 ， 但持续时间很短 。 当宇宙迅速冷却时 ， 它衰变成其他场和粒子 。 这次膨胀之后 ， 宇宙继续膨胀 ， 但速度要慢得多 。
使用物理方程 ， 并大致了解该场需要具有的总能量（可以根据我们宇宙当前的总能量计算） ， 我们可以估计暴涨应该持续多长时间 。 大多数模型表明它们持续的时间很短 ， 例如10^-32秒 。 不过这些计算所预测的时间只是暴涨的平均持续时间 ， 但量子力学总是确保存在一些随机性 。 在宇宙的不同部分 ， 暴涨的持续时间可能比预期的更长或更短 。
在1980年代 ， Paul Steinhardt、Andre Lind 和 Alexander Vilenkin 意识到 ， 宇宙暴涨虽然在我们的宇宙中停止了 ， 但在宇宙的其他不可观测部分可能会继续下去 。 以放射性衰变为例 ， 半衰期意味着大量粒子的一半衰变的时间 ， 但并不代表过了半衰期每个粒子都会衰变 。 量子不确定性可能会导致暴涨宇宙一半体积在大约10^-32 秒后停止暴涨 ， 但宇宙的另一半可能还在持续暴涨 。
随着宇宙暴涨的继续发生 ， 停止暴涨的那一部分就好像是一个泡泡宇宙 。 这可能是我们的宇宙 ， 也可能是任何随机的宇宙 。 随着空间继续呈指数级扩张 ， 又过了10^-32 秒 ， 在宇宙的另一部分又停止了暴涨形成另一个气泡宇宙 。 所以现在我们有了两个气泡宇宙 ， 但是这两个宇宙之间的空间还在继续显着扩大 。 这个新创造的空间的一部分又会陆陆续续停止暴涨 ， 形成更多气泡宇宙 。
Steinhardt等人意识到 ， 如果暴涨场的衰减发生得比宇宙的膨胀速度慢 ， 那么原则上暴涨可能会持续下去 ， 创造出越来越多的泡沫宇宙 。 这就是它被称为永恒暴涨的原因 ， 暴涨停止的这些部分中的每一个看起来都像一个单独的宇宙 ， 并且独立于宇宙其他部分发生的事情 。 事实上 ， 膨胀的速度超过了光速 ， 任何信息都不能在气泡宇宙之间传播 。 无论你等多久 ， 它们永远不会碰撞 ， 所以在信息上它们是相互隔离的 。
可能的证据这听起来可能会很奇怪 ， 甚至可能是荒谬的 ， 我们需要证据才能支持该理论 。 不幸的事实是 ， 我们永远无法直接探测到这些其他宇宙 ， 因为它们之间膨胀得如此之快 ， 以至于无法进行通信 ， 除非能在两个宇宙之间创造一个虫洞 。 但到目前为止 ， 我们也不知道虫洞是否真实存在 。
了解早期宇宙的关键在于研究高能物理 。 如果我们能复制大爆炸时期的能量和温度 ， 它可能会为我们提供关于永恒暴涨是否真实的线索 。 目前 ， 我们能产生最高能量的是位于欧洲的大型强子对撞机 ， 它产生的最高能量约为10^13电子伏特 。 但大爆炸时期的能量要高得多 ， 接近10^24电子伏特 ， 所以目前我们还无法模拟这些条件 。
【为什么说宇宙暴涨是永恒的】引力波中也可能有一些关于早期宇宙的线索 。 在宇宙中可能存在微弱的引力波背景 ， 它是大爆炸的残余 。 斯蒂芬·霍金去世后才发表的最后一篇研究论文指出 ， 引力波背景的想法可能包含多元宇宙的线索 。 但目前我们的探测器还不够灵敏 ， 还探测不到这么微弱的引力波背景 。
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