簡介
宇宙形狀探索
探索“宇宙形狀”的研究小組使用了數學工具解決扭曲纏繞空間的計算問題，該方法在之前被認為是不可能進行的。如果這個模型成功建立起來，那么我們將可以用它解釋宇宙是如何從大爆炸中“撐”起來，並將統一了引力和量子力學。根據位於比利時的天主教魯汶大學理論物理研究所科學家、霍金研究小組的成員托馬斯·埃爾托格（ThomasHertog）介紹：“我們通過弦理論模型搭建出宇宙的外形，這是一種新的途徑。”至於該如何描述這樣的形狀，我們可以通過觀察科奈里斯·埃舍爾藝術家的幾何圖像來知曉，複雜糾纏的幾何模型似乎與我們之前認為的宇宙外形大相逕庭。
比如，在“圓形極限IV”圖案中，周期性出現的連續圖案環環相扣，重複連線形成了一幅由中心至邊緣的無限延展圖形，從二維的平面圖案可以看出中心至邊緣的連續圖案以相同的收縮係數縮小，並在邊緣位置區域無限，但是這樣的圖形在雙曲空間中卻是另一番景象：從中心至邊緣，環環相扣的重複圖案大小並沒有縮小，而是相同的。由於雙曲空間並不能平鋪，我們就會在雙曲空間的多維圖形中看到扭曲的樣子，就形成了類似綿延山巒波浪式起伏的景象。
研究
宇宙形狀我們所掌握僅是一個扭曲的時空、如同科奈里斯·埃舍爾的幾何圖片般不可思議的宇宙形狀解釋、還有一個與暗能量有關的宇宙常數。這個局面使得宇宙物理學家頗為為難，一邊是我們的宇宙在正常運轉著，但是卻缺乏完整的理論解釋；另一邊則是我們提出的理論卻不能描述當前的宇宙。現在，史蒂芬霍金、埃爾托格（Hertog）以及加州大學聖巴巴拉分校的宇宙學家詹姆斯·哈特爾（JamesHartle）為此搭建了一座橋樑，他們已經通過使用宇宙常數發現了通往解釋宇宙加速膨脹的道路，這意味著弦理論可能可以描述我們現在看到的宇宙。從上個世紀八十年代開始，史蒂芬霍金與埃爾托格試圖通過尋找量子宇宙的拼圖來繞開廣義相對論的缺陷。
在量子力學中，薛丁格方程解出的波函式可以描述一個量子級物體所有可能的狀態，並將其導向機率問題。史蒂芬霍金與埃爾托格尋找的目標正是一個類似的波函式，通過其我們可以發現由宇宙大爆炸產生的各種“可能的宇宙”的機率。從宇宙“波函式”的角度看，一次宇宙大爆炸可以產生無數個“可能的宇宙”，有的宇宙存演化出了生命，有的宇宙歸於死寂，其中有一個宇宙中演化出了太陽系，在該行星系統中出現的智慧生物被稱為人類，每個可能的宇宙中會出現不同的生命進化模式。
爭議
史蒂芬霍金埃爾托格認為宇宙“波函式”框架下的各種宇宙，與我們的宇宙一樣也存在加速膨脹現象，量子態也包括了各種各樣的宇宙，由於波函式的存在，加速膨脹的宇宙變成最有可能存在的宇宙。根據位於新澤西州普林斯頓高級研究院的科學家胡安·馬爾達切納（JuanMaldacena）介紹：“理解這個問題的關鍵在於將霍金研究小組提出的宇宙‘波函式’看做是一種弦理論的特定形式。”埃爾托格則認為這是不僅是一個數學上連線，同時也是一個非常優雅的關聯，將波函式與弦理論聯繫在一起。
一旦他們認為這樣的聯繫被證明是正確的，那么霍金的研究小組則開始嘗試將宇宙波函式與負宇宙常數整合到一起，他們有成分的理由認為可以借用由弦理論提供的關於宇宙的數學圖形。然而，在以往的觀測中，我們的宇宙似乎是平坦的。對於這個疑問，霍金的研究團隊認為這就如同牛頓定律可以用來解決我們日常生活遇到的運動問題，但是在宇宙大尺度結構上就需要用到愛因斯坦的方程。
同理，在我們平常的觀測中，都是接觸到平坦的宇宙，看到平坦的空間，但最終還是要以類似科奈里斯·埃舍爾的超現實幾何形狀為準。當然，現在將這份研究成果進行發表顯得為時過早，霍金研究小組的科學家希望能提出更為完善的弦理論宇宙模型，現階段的研究顯得過於簡化，而接下來的細化擴展將是該理論能否成功的關鍵。
