前言

宇宙学是研究宇宙整体的科学，包括宇宙的诞生和它的最终命运。毫不奇怪的是，它经历了缓慢的和痛苦的演变，这种演变常常被宗教的教条和迷信所笼罩。

宇宙学的第一次革命是在17世纪引进望远镜时产生的。在伟大的天文学家尼古劳斯·哥白尼（Nicolaus Copernicus）和约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler）工作的基础上，伽利略·加利列伊（Galileo Galilei）借助于望远镜的帮助展示了天空的壮观，首次为天空的认真的科学研究打下了基础。宇宙学的这个第一阶段的进展在艾萨克·牛顿（Isaac Newton）的工作中达到了顶点，他最终确定了控制天体运动的基本定律。天体的规律现在不再是魔法和神秘的，而是受可以计算和可以复制的力支配的。

宇宙学的第二次革命是在20世纪引进大型望远镜产生的。例如威尔逊山上的一架望远镜有一面巨大的直径达100英寸（2.54米）的反射镜。在20世纪20年代，埃德温·哈勃（Edwin Hubble）利用这架巨大的望远镜推翻了几个世纪以来有关宇宙是静态的和永恒的教条。他证明天空中的星系正以巨大的速度离地球而去，即宇宙在膨胀。这就证实了爱因斯坦广义相对论的结果，它说空间时间的构造不是平的和线性的，而是动态的和弯曲的。这就给出了宇宙起源的第一个似乎可信的解释，即宇宙开始于“大爆炸”，大爆炸将星星和星系飞快地向外送到宇宙空间。由于乔治·伽莫夫（George Gamow）有关大爆炸和弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle）有关元素起源的先驱工作，已经出现了一个概括宇宙演化的框架。

现在正在进行第三次革命。大约只有5年时间。它是由一连串新的高技术仪器，如空间卫星、激光、引力波探测器、X射线望远镜和高速超级计算机产生的。我们现在有了关于宇宙性质的最权威的数据，包括它的年龄、它的组成，甚至它的将来和最终的死亡。

现在，宇宙学家认识到宇宙正以跑开的模式在膨胀，无限制地膨胀，速度越来越快，随着时间越长宇宙变得越来越冷。如果这样继续下去，我们将面临大冻结的前景，那时宇宙将陷入黑暗和寒冷，所有的智能生命都将死亡。

这本书是写这个第三次大革命的。这本书不同于我早先的关于物理学的、书名为《超越爱因斯坦》（Beyond Einstein ）和《超空间》（Hyperspace）的书，那两本书是向公众介绍高维度和超弦理论的。在《平行宇宙》（Parallel Worlds）中注意的问题不是空间时间，而是在过去几年时间内展现的宇宙学的革命性的发展。这些发展是根据从世界各个实验室和最外层空间得到的新证据和理论物理的新突破。我的意图是不需要任何以前的物理学和宇宙学的背景，就能让读者了解这些发展。

书的第一部分集中在对宇宙的研究上，总结宇宙学早期阶段的进展，最后讲“膨胀”理论，它给了我们到今天为止的大爆炸理论的最完善的表述。书的第二部分特别集中在多元宇宙理论的出现，即世界由多个宇宙组成，我们的宇宙只是其中之一。讨论虫洞、空间和时间弯曲的可能性，以及高维空间可能会怎样连接它们。超弦理论和M理论使我们在超越爱因斯坦原始理论的道路上走出重要的一步。它们给我们进一步的证据，说明我们的宇宙只不过是众多宇宙中的一个。书的第三部分讨论大冻结，现在科学家都把它看做是我们宇宙的结局。我也给出一个认真的，尽管是推测的一种可能性。在1万亿年后，遥远将来的高级文明也许能利用物理定律离开我们的宇宙，进入另一个更友好的宇宙，开始重新诞生的过程，或在时间上回到宇宙温暖的时期。

随着我们今天收到的大量的新数据，随着新的工具，如能够扫描天空的空间卫星，随着新的城市大小的原子对撞机接近完成，物理学家感到正在进入一个宇宙学的黄金时代。简而言之，对物理学家来说，对于一位宇宙起源和命运的探索者来说，一个伟大的时代即将来临。