据英媒6月11日报道,几十年来,几乎所有科学家都认同宇宙诞生于一场被称为“大爆炸”的巨大爆炸。然而,一组研究人员如今却提出了一个颇具争议的观点,认为我们对宇宙诞生的所有认知可能都是错误的。
在一篇极具颠覆性的新研究论文中,朴茨茅斯大学的恩里克·加斯塔纳加教授及其合著者提出了一项新理论,他们称之为“黑洞宇宙论”。他们声称,宇宙是由引力坍缩形成的,形成了一个巨大的黑洞,随后这个黑洞“反弹”向外扩张。
加斯塔纳加教授表示,这一理论无需借助暗能量等奇异元素,便能解释我们所知的宇宙结构。
重要的是,该理论还预测,宇宙空间应该是略微弯曲的,而非大爆炸模型所认为的完全平坦。这一点,美国国家航空航天局(NASA)正在进行的如欧几里得任务等项目或许很快就能证实,从而为黑洞宇宙论的正确性提供有力线索。
然而,黑洞宇宙论对人类在宇宙中的位置也可能产生一些令人震惊的奇特影响。根据大爆炸理论,在我们所知的宇宙形成之前,所有现存物质都聚集在一个被称为“奇点”的无限致密点中。大约138亿年前,从这个奇点开始,宇宙以一种极其迅速的方式向外扩张,这一阶段被称为宇宙暴胀。
随着最初爆炸的冷却,物质中形成的形状决定了恒星、星系乃至更大的结构如星系超星系团的形成。此后,正如哈勃太空望远镜等空间望远镜的观测结果所示,宇宙一直在以不断加速的速度向外扩张。
这种所谓的“宇宙学标准模型”在解释许多重大问题上效果良好,比如为什么星系会分布在它们所在的位置,但加斯塔纳加教授对此并不满意。问题在于,标准模型只有在科学家对世界运行方式做出一些重大假设时才有效。
例如,为了解释宇宙为何仍在加速扩张,科学家们不得不引入神秘的“暗能量”概念——这是一种与引力相抗衡的力,但从未被直接观测到。因此,研究人员没有从扩张的宇宙出发去探寻其起源,而是研究了物质自身坍缩时会发生什么。
当大质量恒星自身坍缩时,会形成黑洞,这些物体密度极高,连光都无法逃脱其引力束缚。
根据斯蒂芬·霍金和英国物理学家罗杰·彭罗斯提出的标准观点,当这种情况发生时,引力会将物质挤压成一个无限致密的点。
这意味着,像大爆炸理论中的奇点一样,奇点是宇宙中自然且不可避免的一部分。然而,现在一些科学家认为,根据量子物理学的规则,物质不可能永远被挤压在一起。根据量子物理学,无法将量子粒子精确地定位在一个点上,且两个粒子无法占据完全相同的位置。这意味着黑洞必须在引力将物质挤压成一个无限致密的点之前停止坍缩。
加斯塔纳加教授告诉《每日邮报》在线版:“无穷大可能在数学中出现,但它们没有物理意义。自然界不会以无限质量或无限精度运行。”因此,当像宇宙这样的物质云在引力作用下坍缩时,它会挤压自身,直到形成一个黑洞,然后达到这个极限并反弹回来。
反弹后形成的是一个与我们自己的宇宙极为相似的宇宙,这表明这可能是我们宇宙开始的一种可能方式。
加斯塔纳加教授表示,黑洞宇宙论比大爆炸理论更好,因为它解决了一些“大爆炸模型未能解答的重大问题”。最重要的是,这一理论为宇宙扩张的两个阶段提供了自然解释:宇宙暴胀阶段和我们现在观察到的后期加速阶段。
根据研究人员的数学解决方案,这两个阶段都源于反弹本身的物理过程,而非暗能量等其他因素。加斯塔纳加教授说:“暴胀只是同一动力学过程的一部分——坍缩和反弹——因此无需将其作为一个单独的机制来添加。”然而,这一理论对我们理解整个宇宙产生了相当奇特的影响。
根据黑洞宇宙论,整个可观测宇宙都位于一个黑洞内部,而这个黑洞又嵌套在一个更大的母宇宙中,这个母宇宙本身也可能位于另一个黑洞内部。加斯塔纳加教授说:“我们无法确定,但该理论允许黑洞内存在黑洞——一种嵌套的、可能无限延伸的结构。”
“关键在于,我们的宇宙可能并非一切的起点。我们并不独特,只是更大系统的一部分。”
“这是哥白尼原则的延续:地球不是宇宙的中心,我们的星系也不是唯一的星系,我们的宇宙可能也不是。”
重要的是,黑洞宇宙论对宇宙的形状做出了预测,我们很快就能进行验证。研究人员表示,“确凿证据”将是宇宙结构应该是略微弯曲的。这意味着一个巨大宇宙三角形的内角和将略小于在平坦表面上的180度。不久之后,借助欧几里得等空间望远镜或欧洲航天局即将进行的ARRAKIHS任务,科学家们将能够验证这一点,从而可能改写我们对宇宙的理解。
大爆炸理论是一种宇宙学模型,用于描述我们宇宙的起源和演化。该理论认为,宇宙在137亿年前开始扩张之前,处于一种非常炽热和致密的状态。这一理论基于基本观测。
(原文标题:Are we living INSIDE a black hole? Scientists claim the Big Bang theory is wrong )
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