科学家提出新宇宙模型理论试图解出宇宙之谜。（图片来源：Adobe Stock）
在过去20年，天文学家找到许多宇宙正在加速膨胀中的证据，在物理力学无法解释的情况下，有理论认为造成的原因是宇宙中无所不在的暗能量（dark energy）所导致。宇宙的真实样貌一直是科学家探究的目标，近日有研究人员发展一套新的解释宇宙结构与暗能量之谜的模型，研究推测宇宙处在扩张的“气泡”结构上。
据《物理评论快报》(Physical Review Letters)最新一期刊登论文研究表示，瑞典乌普萨拉大学（Uppsala University）研究学者Souvik Banerjee等人发展出一套可以解释暗能量之谜的新型宇宙模型。该篇论文中，科学家提出一个新的宇宙结构概念，包含暗能量在内，宇宙其实是座落在一个拥有额外维度（dimension）且正在扩张中的气泡结构上。
在1998年，高红移超新星搜索队观测组发表了Ia型超新星的观测数据，研究显示宇宙正在加速膨胀。翌年，1999年，超新星宇宙学计划便证实了该结果。在过去20年里，天文学家已经找到许多证据证明宇宙正在加速膨胀中。加速膨胀的原因，在物理力学无法解释的情况下，有理论认为是宇宙中无所不在的暗能量所造成。所以了解暗能量的性质，现在已经变成基础物理最难解的谜题之一。
科学家原本寄望以弦理论（string theory）来解答宇宙真实样貌的难题。根据弦理论，所有物质都是由微小且如一段段“能量弦线”的振动物体所组成，而且以不同的振动模式对应到自然界的各种基本粒子。因此，理论中所需的时空维度超过大家熟知的3D空间。过去15年来，有许多以弦理论为基础的理论模型都与暗能量产生有关。然而，这些理论虽然成功的解释和预测相当多的物理现象和问题，但在严格地检视下，目前尚无法做出可以实验验证的准确预测，有些研究学者甚至扬言这些理论没一个是可行的。
包含暗能量在内，宇宙其实是座落在一个拥有额外维度且正在扩张中的气泡结构上。（图为研究期刊中的模型图之一，图片来源：Emergent de Sitter Cosmology from Decaying Anti–de Sitter Space）
Banerjee等研究者提出的新模型，认为暗能量和宇宙都是位在多了一个维度的扩张中的气泡结构上，整个宇宙则是处在这个膨胀气泡的边缘。宇宙中所有现存物质都对应于弦的两端，弦的两端延伸到额外的维度。这些研究学者同时展现出：这样扩张中的气泡，确实是容许在弦理论的框架内产生存在的。可以想像的是，这样的气泡不只一个，也有比我们更大的气泡，每个气泡就对应一个宇宙，即是所谓的多重宇宙理论。
不论科学家的新理论模型是否正确，不过他们为宇宙的创造和未来命运，提供了一幅全新、不同的样貌与思考方向，开拓人们对宇宙的思维，同时也为检验弦理论指引了一个新方法。
资料来源：
