霍金教授與魯汶大學的托馬斯·赫托格教授合作研究的關於宇宙起源的最後理論於2018年發表在《Journal of High Energy Physics》上。該理論是在霍金於2018年早些時候去世前提交發表的，它以弦理論為基礎，預測宇宙是有限的，且遠比目前許多關於大爆炸的理論說得簡單。

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赫托格教授的工作得到了歐洲研究理事會的支持，他在2017年7月霍金教授75歲生日之際在劍橋大學舉辦的一次會議上首次宣布了這一新理論。

現代大爆炸理論預測，我們本地的宇宙是隨著一陣短暫的膨脹而出現的–換句話說，在大爆炸本身之後的一小部分時間裡，宇宙以指數的速度膨脹。然而人們普遍認為，一旦膨脹開始，有些地區的通脹就不會停止。人們認為，在宇宙的某些區域，量子效應可以使膨脹永遠持續下去，因此從整體上看，膨脹是永恆的。這樣，我們宇宙的可觀測部分就只是一位好客的袖珍宇宙，一個膨脹已經結束、恆星和星系形成的區域。

“通常的永恆膨脹理論預測，在全球範圍內，我們的宇宙就像一個無限的分形，它有著不同的袖珍宇宙的馬賽克，被一個膨脹的海洋分開，”霍金在2017年的一次採訪中說道，“當地的物理和化學定律可以從一個袖珍宇宙到另一個袖珍宇宙而有所不同，這將共同形成一個多元宇宙。但我從來都是多元宇宙的粉絲。如果多元宇宙中不同宇宙的規模很大或無限大，那麼理論就無法得到檢驗。”

霍金和赫托格在他們的論文中指出，這種將永恆膨脹作為大爆炸理論的說法是錯誤的。赫托格表示：“關於永恆膨脹的通常說法的問題是，它假設了一個現有的背景宇宙，該宇宙根據愛因斯坦的廣義相對論演化並將量子效應視為圍繞此的小波動。然而，永恆膨脹的動力學抹去了經典和量子物理學之間的分離。因此，愛因斯坦的理論在永恆膨脹中崩潰。”

“我們預測，我們的宇宙在最大的尺度上是合理平滑和全球有限的。所以它不是一個分形結構，”霍金說道。

霍金和赫托格提出的永恆膨脹理論是基於弦理論得出。他們所使用的方法採用了弦理論中的全息概念，該概念假設宇宙是一個巨大而復雜的全息圖：某些三維空間的物理現實可以在數學上簡化為表面上的二維投影。

霍金和赫托格發展了這個全息論概念的一個變種，即在永恆膨脹中投射出時間維度。這使他們得以描述永恆膨脹而不必依賴愛因斯坦的理論。在新理論中，永恆膨脹被簡化為一個在時間開始時定義在空間表面的永恆狀態。

赫托格表示：“當我們向後追踪我們的宇宙的演變時，在某一點上我們到達了永恆膨脹的門檻，在那裡我們熟悉的時間概念不再有任何意義。”

霍金早期的“無邊界理論”預測，如果你回到宇宙的起點，宇宙會像球體一樣縮小和關閉，但這個新理論代表了離早期工作的一步。“現在我們說，在我們的過去有一個邊界，”赫托格說道。

赫托格和霍金利用他們的新理論得出了關於宇宙全球結構的更可靠的預測。他們預測，在過去的邊界上，從永恆膨脹中出現的宇宙是有限的，這遠比永恆膨脹的舊理論所預測的無限分形結構簡單。

他們的結果如果被進一步的工作證實，則將對多元宇宙範式產生深遠的影響。霍金指出：“我們並沒有淪落到一個單一的、獨特的宇宙，但我們的發現意味著多元宇宙的大幅縮減，進而變成了一個小得多的可能宇宙的範圍。”這使得該理論更具預測性和可測試性。

赫托格現在計劃在我們的太空望遠鏡可以觸及的較小尺度上研究新理論的影響。他認為，原始的引力波–時空的漣漪–在永恆膨脹的出口處產生，從而構成了測試該模型的最有希望的“煙霧彈”。我們的宇宙自始至終都在膨脹，這意味著這種引力波會有很長的波長，在目前LIGO探測器的範圍之外。但它們可能會被計劃中的歐洲天基引力波觀測站LISA聽到或在未來測量宇宙微波背景的實驗中看到。