该理论曾在2017年7月在剑桥大学的一次会议上首次亮相，以纪念霍金的75岁生日。比利时鲁汶大学理论物理学教授赫托格（Thomas Hertog）是论文的合著者。他们基于弦理论进行了大量复杂的数学计算，得出所谓的多元宇宙是有限的。

宇宙暴胀理论认为，在大爆炸后的极短时间内，时空进行了指数级的膨胀。一些科学家们继而推论，在整体上宇宙会永恒地膨胀，只在一小部分区域停下来，不断形成无限多气泡般的宇宙。人类的可见宇宙就是不断膨胀的时空中的其中一个“泡泡”。

霍金曾在去年秋天接受采访时说道：“常规的永恒膨胀理论预测宇宙是一个无限的分形，在膨胀的海洋中，镶嵌着不同的口袋宇宙。”

人类所处的这个“泡泡”中的物理法则，比如光速是300000km/s，无法适用到其他“泡泡”里。这些迥异的小宇宙，共同构成一个多元宇宙。

“我从来就不喜欢多元宇宙这个概念。如果多元宇宙中的不同宇宙是无限的，那这个理论就无法得到验证。”霍金却说道。

在最后的论文中，霍金和赫托格提出多元宇宙论推出的这种叙事是错误的，或者用论文标题的比喻来说，“给永恒膨胀找到一个平滑的出口”。“我们预测宇宙在整体上是平滑而有限的。这不是个无限的分形结构。”霍金关于论文说道。

这个平滑的出口是如何找到的呢？赫托格解释道，传统的永恒膨胀理论假定宇宙整体背景依据爱因斯坦的广义相对论演化，量子效应在此基础上提供了一些涨落。然而，永恒膨胀的内在动力消除了经典力学和量子力学的分割，相对论由此崩溃。

霍金和赫托格利用弦理论统一相对论和量子力学，从而重新计算永恒膨胀问题。弦理论是一种支试图将四种相互作用力统一起来的理论，认为自然界的基本单元是微小的“弦”，弦在振动和运动过程中产生基本粒子。

具体来讲，他们借用了弦理论中的“全息”概念：整个宇宙是一张巨大而复杂的全息图，三维空间中的物理现实在数学上可以简化投影到二维平面上。

霍金和赫托格发展出了“全息”概念的一个分支，将永恒膨胀理论中的时间维度投射出来，从而摆脱对爱因斯坦理论的依赖。在这个模型中，永恒膨胀被简化为时空起点上的一张空间曲面。

霍金此前提出的宇宙“无边界条件”预测如果回溯到宇宙开始时，宇宙会像半球一样闭合。但这篇论文给出了不同的结果：当回溯到某个节点，就会到达永恒膨胀的门槛。过了那个门槛，人类熟知的时间概念会失去意义。

“现在我们要发现在过去还是有边界的。”赫托格说道。

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