题目

霍金在纪录片中说,我们的宇宙之外还有很多宇宙,有些宇宙没有孕育恒星,那么这些宇宙是静止吗
霍金说M理论预测我们的宇宙之外还有很多宇宙,这些宇宙有的塌缩会最初的状态,有的没有形成恒星和星系,所以是一片黑暗冷寂,有的想我们的宇宙一样膨胀并形成恒星和星云,那么霍金则句话是不是强调只有形成恒星和星云的宇宙才会膨胀呢,没有形成恒星和星云的宇宙是否也在膨胀或塌缩呢

提问时间：2020-05-22

答案

这裏要小心的是--多宇宙(multiuniverse)是种偏"哲学上"的科学推想,宇宙的膨胀、塌缩,星星、星系的形成有它们自己的科学证据与理论.M-理论是由Witten在90年代建立的,当时有五类不同的弦理论(String theory),在10维或11维空间中试著做出一个大统一的理论.M-theory成功地将它们合并,以一维的弦(string)长在二维的膜(membrane)可在11维度中震汤,而它在我们3+1维的时空就可以是粒子也可以是能量等形式出现.宇宙则可以是"膜"(brane)之间的碰撞,这概念是将弦理论带入宇宙学裏,所以有一系列对多宇宙的理论猜想.
回到最後的问题,简单回答-"不是".宇宙的膨胀与否不跟星系形成有关,但有现在的重子会比较精彩.目前建构的宇宙论裏知道,只要宇宙裏的能量密度达到临界密度以上,最後会塌缩,小於的话,最後会一直膨胀,刚好等於的话,就是个平宇宙,目前CMB观测,宇宙约是个"平的",而现在的宇宙正在"加速"膨胀(由Supernovae Ia观测来的),我们知道整个已知的物质只是宇宙能量密度的5%左右,之所以加速,主要是因为暗能量(dark energy)在用"力"把整个宇宙"往外推",目前的暗能量只知道它没有万有引力但有负压,理论就不介绍了.而第一颗星星的形成(star formation model)都是在宇宙大爆炸後约10亿年後的事情,至於宇宙膨胀与否早决定於最初时.