宇宙處在額外維度且擴張的「氣泡」結構上(組圖)
科學家提出新宇宙模型理論試圖解出宇宙之謎。（圖片來源：Adobe Stock）
在過去20年，天文學家找到許多宇宙正在加速膨脹中的證據，在物理力學無法解釋的情況下，有理論認為造成的原因是宇宙中無所不在的暗能量（dark energy）所導致。宇宙的真實樣貌一直是科學家探究的目標，近日有研究人員發展一套新的解釋宇宙結構與暗能量之謎的模型，研究推測宇宙處在擴張的「氣泡」結構上。
據《物理評論快報》(Physical Review Letters)最新一期刊登論文研究表示，瑞典烏普薩拉大學（Uppsala University）研究學者Souvik Banerjee等人發展出一套可以解釋暗能量之謎的新型宇宙模型。該篇論文中，科學家提出一個新的宇宙結構概念，包含暗能量在內，宇宙其實是座落在一個擁有額外維度（dimension）且正在擴張中的氣泡結構上。
在1998年，高紅移超新星搜索隊觀測組發表了Ia型超新星的觀測數據，研究顯示宇宙正在加速膨脹。翌年，1999年，超新星宇宙學計畫便證實了該結果。在過去20年裡，天文學家已經找到許多證據證明宇宙正在加速膨脹中。加速膨脹的原因，在物理力學無法解釋的情況下，有理論認為是宇宙中無所不在的暗能量所造成。所以瞭解暗能量的性質，現在已經變成基礎物理最難解的謎題之一。
科學家原本寄望以弦理論（string theory）來解答宇宙真實樣貌的難題。根據弦理論，所有物質都是由微小且如一段段「能量弦線」的振動物體所組成，而且以不同的振動模式對應到自然界的各種基本粒子。因此，理論中所需的時空維度超過大家熟知的3D空間。過去15年來，有許多以弦理論為基礎的理論模型都與暗能量產生有關。然而，這些理論雖然成功的解釋和預測相當多的物理現象和問題，但在嚴格地檢視下，目前尚無法做出可以實驗驗證的準確預測，有些研究學者甚至揚言這些理論沒一個是可行的。
包含暗能量在內，宇宙其實是座落在一個擁有額外維度且正在擴張中的氣泡結構上。（圖為研究期刊中的模型圖之一，圖片來源：Emergent de Sitter Cosmology from Decaying Anti–de Sitter Space）
Banerjee等研究者提出的新模型，認為暗能量和宇宙都是位在多了一個維度的擴張中的氣泡結構上，整個宇宙則是處在這個膨脹氣泡的邊緣。宇宙中所有現存物質都對應於弦的兩端，弦的兩端延伸到額外的維度。這些研究學者同時展現出：這樣擴張中的氣泡，確實是容許在弦理論的框架內產生存在的。可以想像的是，這樣的氣泡不只一個，也有比我們更大的氣泡，每個氣泡就對應一個宇宙，即是所謂的多重宇宙理論。
不論科學家的新理論模型是否正確，不過他們為宇宙的創造和未來命運，提供了一幅全新、不同的樣貌與思考方向，開拓人們對宇宙的思維，同時也為檢驗弦理論指引了一個新方法。
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