今天，《高能物理学报》发表了霍金生前完成的最后一篇学术论文。在这篇文章中，他与曾经的学生，比利时鲁汶大学的物理学家托马斯·赫托格合作，基于弦理论对宇宙结构作出全新的推测。霍金和赫托格认为宇宙是平滑且有限的，如果这一结论正确，它将让我们有机会重新理解、验证多重宇宙。但与此同时，这项研究却受到一些物理学家的质疑。
在去年七月份剑桥大学的一次会议上，赫托格第一次公开了这个新理论，并将论文上传至预印本网站arXiv上。就在霍金去世前一周，两位作者对论文再次进行了重要的修订。论文正式发布后，剑桥大学的官方新闻稿阐述了这项研究的内容及意义。
现代大爆炸理论认为我们宇宙的诞生伴随着暴胀——换句话讲，在宇宙大爆炸之后极短的时间内，宇宙经历了指数型膨胀。被学界广泛接受的永恒暴胀理论认为，暴胀一旦开始，在一些区域就不会停止：量子效应会导致膨胀在宇宙的某些区域中不停地进行下去。所以从总体上说，宇宙是不断膨胀的。我们的可观测宇宙在整个宇宙中，只是一块宜居的口袋宇宙，在这里暴胀已经停止了，恒星与星系也已经形成。
在最新的论文中，霍金与赫托格指出，用永恒暴胀理论解释大爆炸是错误的。永恒暴胀的动力学机制抹消了经典物理与量子物理之间的区别。结果是，爱因斯坦的理论在永恒暴胀中失效了。我们推测，我们的宇宙从整体上看，应该是平滑并有限的。所以它并不是一个分形结构。
在这项研究中，霍金和赫托格用到的理论基础是弦理论。为了调和广义相对论与量子物理之间的矛盾，弦理论把构成宇宙的基本元素描述为一段段细小，振动的“能量弦”。
霍金与赫托格的运用其中的全息原理开展这项研究。全息原理认为一个三维空间的所有性质都可以在数学上投影到其二维的边界上。为了能从永恒暴胀的宇宙中投射出时间维度，霍金与赫托格对全息理论进行了一些改变。这使得他们不用依赖爱因斯坦的理论就能解释宇宙的永恒暴胀。
1983年，霍金和加州大学圣巴巴拉分校的物理学家詹姆斯·哈特尔共同提出无边界假设。但这个新理论比之前的理论又进了一步。现在我们认为，宇宙是有初始的边界的。赫托格和霍金利用他们的新理论推导出了全新的宇宙整体结构假说。相比起从旧理论推出的无限分形结构的宇宙，他们推导出的有限的宇宙的结构简洁得多。
除了提出全新的宇宙结构模型，这项研究的另一个意义在于探讨多重宇宙的可能性。如果霍金和赫托格的宇宙模型被进一步证实，那么就会对多重宇宙模型产生深远的影响。我们并不仅限于一个单一，唯一的宇宙，但我们的发现意味着多重宇宙中可能的宇宙数量会减小很多。
这篇文章由于特殊的完成时间而受到各位的关注，但与此同时，一些科学家也对其提出了质疑。理论物理学家弗兰克·维尔切克就认为，这项研究依赖于一些推测性的、未经证实的理论，并且大胆地利用这些理论得出了不够明确的结论。北卡罗来纳大学的宇宙学家凯蒂·麦克认为，大部分其他的暴胀模型也预言了原初引力波，而这篇论文提出的观点没有给出区别于其他暴胀模型的新特征。
天体物理学家伊桑·西格尔在福布斯网站的专栏里写道，这篇论文没有任何观测、没有对宇宙结局的预测，对宇宙开端也没有给出坚实的结论。在他看来，这个想法本身就极具争议，而它依据的理论基础——无边界假设同样未能得到广泛认同。事实上，作者在论文中没有回避这个问题，他们指出他们的模型过于简化、这仍然是一个开放性问题。但在随后的媒体报道中，这项研究的意义却被夸大。
关于宇宙结构的争议仍将继续持续下去，但毫无疑问的是，无论这项研究的结论能否得到验证，无论它最终是成为改变人类对宇宙认知的经典，还是作为错误的理论被后人遗忘，赫托格和其他物理学家对宇宙的思考与探索将一直进行下去。