宇宙为大多数人提供了绰绰有余的神秘，但对马修·克莱班来说却不是。这位纽约大学的物理学家将大部分时间花在探索已知边界之外，思考其他宇宙以及我们如何探测到它们。
这似乎是一项徒劳的努力。尽管许多受人尊敬的科学家提出了存在其他宇宙的理论，但没有人知道它们是否真的存在。此外，我们的宇宙如此浩瀚，以至于大部分都隐藏在视线之外。如果我们连自己宇宙的边缘都看不到，又怎能期望看到其他宇宙呢？
然而，可能有一种方法——一个不仅足够大到可以开卡车通过的漏洞，甚至可能大到可以开整个宇宙通过。即使我们看不到我们宇宙之外，如果某个遥远的过去，另一个宇宙曾猛烈地撞击过我们，并留下了碰撞的痕迹，供一些狡猾的观察者拾取，我们仍然可能探测到其他宇宙的迹象。在这种情况下，其他宇宙的证据可能就在我们身边。
这一前景让一小群研究人员感到兴奋，其中可能没有人比克莱班更甚，他将寻找古代宇宙碰撞的痕迹作为自己的使命。就像法医在甚至不清楚是否发生了犯罪的情况下搜寻线索一样，克莱班和他的同事们正在弄清楚，隐藏在可观测天文特征中的究竟是哪种模式，可能暴露我们宇宙之外宇宙的存在。这些想法现在正开始付诸实践。令人惊讶的是，也许就在一年之内，我们就可能知道像一场“肇事逃逸式”的宇宙碰撞是否真的发生过。
众多的宇宙大爆炸 科学家们之所以不认为宇宙碰撞的说法是纯粹的胡言乱语，可以归结为一个词：暴胀。请注意，这里说的不是侵蚀你钱包的那种通货膨胀，而是那种极大地扩展空间结构的那种。1980年，斯坦福大学天体物理学家艾伦·古斯提出，当我们的宇宙诞生时，它经历了一个爆炸性的增长过程，在十亿亿亿分之一秒内膨胀了30个数量级或更多。然后，这种失控的增长突然停止了；宇宙继续膨胀，但速度远不及那短暂的爆发。
古斯的暴胀模型很快获得了认同，因为它解释了我们今天宇宙的许多特征。例如，突然的膨胀解释了为什么物质在各个方向上分布得相对均匀；在快速增长的痉挛过程中，物质被拉伸和抚平了。然而，暴胀的一个方面让科学家们挠头：为什么它很快就结束了？事实上，塔夫茨大学的宇宙学家亚历克斯·维伦金开始怀疑它是否真的结束了。维伦金意识到，古斯的模型表明，如果暴胀在一个地方停止了，它就应该在其他地方继续，从而引发一系列膨胀的空间区域。1983年，维伦金充实了这个想法，并得出了一个惊人的结论：也许暴胀真的在继续，而我们的宇宙只是无数个在暴胀新事件开始时不断涌现的宇宙中的一个。在这种观点下，创造我们宇宙的大爆炸并非独一无二。它只是无数次大爆炸中的一次，每一次都创造了一个不断膨胀的空间气泡，这个气泡拥有自己的一套物理定律。我们的宇宙可能只是一个巨大泡沫宇宙泡沫中的一个气泡。
维伦金暂时搁置了他的气泡假说，但在2003年观测证据出现时，他无法抗拒地重新审视了它。那一年，NASA的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）发布了宇宙大爆炸后不久释放的光的探测结果。正如古斯预测的那样，这种被称为宇宙微波背景辐射的光非常均匀。但在整体均匀性中存在着一个非常微小的变化模式，这种模式也与暴胀的预测非常吻合。
气泡的相互作用 维伦金准备将他惊人的想法推向更远。2007年，他与古斯以及巴塞罗那大学的宇宙学家贾梅·加里加发表了一篇论文，探讨我们的宇宙是否有可能与其他宇宙相遇。他们认为，随着我们的气泡膨胀，与其他外围气泡相遇的几率不断增加。“如果我们等待足够长的时间，我们的气泡宇宙最终将与其他气泡宇宙发生无限次碰撞，”维伦金说。现在，挑战是如何证明这种碰撞确实发生过。
克莱班积极投身于寻找宇宙碰撞的搜寻。他以研究弦理论开始他的职业生涯，该理论认为每一个基本粒子和力都由大约10-33厘米大小的振动弦组成。这个尺寸太小，无法直接观测。但如果弦理论是正确的，那么所有这些弦的相互作用可以在非常大的尺度上产生现象，包括多个宇宙——这是我们宇宙并非唯一的另一个理论原因。这种极小与难以想象的巨大之间的联系吸引克莱班加入了寻找气泡碰撞的行列。
克莱班和其他几位物理学家认为，其他宇宙的证据可能刻在宇宙微波背景上，这是我们能观测到的宇宙最远的边界。如果我们的气泡在遥远的过去与其他宇宙发生碰撞，这次碰撞会将巨大的能量注入我们宇宙的一部分。这次冲击可能会在原本均匀的微波背景上造成一个可观测到的局部扰动。克莱班与纽约大学的博士后研究员斯宾塞·张和托马斯·利维一起，考虑了这种扰动的特征。他们注意到，如果两个球形气泡接触，碰撞区域将呈圆形。来自这个圆形区域的能量脉冲将像冲击波一样进入我们的气泡，在那里它很可能会在微波背景上留下一个盘状印记。圆盘的中心将比周围区域显示出稍暖或稍冷。克莱班、张和利维在2008年的一篇题为“目睹世界碰撞”的论文中发表了他们的研究结果。
拥抱一个渺茫的机会 在克莱班的论文之后，宇宙学家们开始寻找这样的圆盘。加拿大安大略省边界研究所的马修·约翰逊去年进行了最详尽的调查，但他的结果充其量只能说是模棱两可。他的团队在WMAP图像中识别出八个可能的圆盘状特征，值得进一步分析，但约翰逊说，它们可能可以用其他天文现象来解释，或者归因于随机波动。
克莱班并没有气馁。来自另一个更精确的太空望远镜“普朗克”的数据将于明年发布。“普朗克”不仅比WMAP更灵敏，而且还具有新颖的功能。除了测量宇宙微波背景的温度外，“普朗克”还可以确定其偏振，即光波在空间中传播时振动的方向。
这项能力很重要，因为去年克莱班预测，气泡碰撞会产生一种特定的偏振特征：两个同心圆环，每个圆环都有特定方向的偏振光，勾勒出圆盘的边缘。没有其他已知的现象会产生这种模式。“这将是真正的决定性信号，”克莱班说。
宇宙学家们焦急地等待着“普朗克”数据的发布，并有机会检验克莱班的预测。斯坦福大学物理学家莱昂纳多·塞纳托雷说：“气泡碰撞的发现将是一场革命，其重要性怎么强调都不为过。”他目前正在分析WMAP数据以寻找这种标志性信号，并将很快对“普朗克”数据做同样的事情。一次积极的探测将证实存在至少两个气泡宇宙——而且很可能更多，因为催生我们宇宙的暴胀过程大概可以无限地产生它们。“一旦从一个宇宙变成两个，从两个变成多个就是一个微不足道的步骤，”塞纳托雷说。
尽管如此兴奋，克莱班警告说，我们可能看不到宇宙碰撞的迹象有多种原因。首先，我们的宇宙可能真的是唯一的。或者碰撞信号可能太微弱，因为碰撞发生在太远的地方。克莱班承认，即使它们确实存在，寻找其他宇宙的签名也是一个渺茫的机会。“最大的希望在于，我们不能断定这是绝望的，”他说。“当你正在探索我们所知的一切的边缘时，这本身就说明了一些问题。”
史蒂夫·纳迪斯是马萨诸塞州剑桥市的一位科学作家。他是《内在空间形状》一书的合著者。
