根據一項近日發表在《皇家天文學會月刊》的研究,韋伯望遠鏡在宇宙深處,發現意料之外的現象,研究人員表示,這種現象暗示了,有可能我們生活在一個巨大的黑洞里。這具體是怎么回事呢?下面我們就來具體了解一下。
正如我們所知,我們所在的銀河系本身是在自轉的,實際上,宇宙中其他的星系同樣也在自轉。科學家此前普遍認為,宇宙中星系的自轉方向是隨機的,因此從整體上來講,它們的自轉方向應該是均衡的,也就是說,它們應該有大約50%向著一個方向自轉,而另外的50%則向著與之相反的方向自轉。
然而韋伯望遠鏡近期的觀測,卻發現了一個意料之外的現象,即:在宇宙深處的那些星系,其自轉方向存在著明顯的“偏好”。
具體點講就是,它們更加傾向于向與我們銀河系相反的方向自轉,并且距離越遠的星系,這種“偏好”越明顯,根據研究人員的統計,在韋伯望遠鏡觀測到的眾多星系之中,僅僅只有大約3分之1的星系的自轉方向與銀河系相同。
(↑圖中自轉方向與銀河系相同用紅圈標出,反方向的用藍圈標出,右側標注的是與銀河系類似的螺旋星系)
為什么會出現這樣的現象呢?對此,研究人員表示,這很可能是因為宇宙在誕生之時就處于一個旋轉的體系,而如果真是這樣的話,那這種現象就可以為“黑洞宇宙模型”提供實際觀測領域上的支持。
簡單來講,“黑洞宇宙模型”是一種用于解釋宇宙結構的一種假說,該理論認為,宇宙具有多層次的嵌套結構,我們所在的宇宙,可能是一個更大的“母宇宙”之中的一個黑洞的內部,與其他同級的宇宙共同構成“姐妹宇宙”關系,同時,我們宇宙里的黑洞又可能包含自己的“子宇宙”。
這種嵌套結構可逐層向內外延伸,即我們宇宙中的“子宇宙”也可能有自己的“子宇宙”,而在我們宇宙的“母宇宙”之外,還有更大的“祖母宇宙”,如果整個空間無限大,這種嵌套關系也將無限延續,反之,宇宙的嵌套層級則是有限的。
科學家之所以提出這個理論,是因為根據該理論的描述,黑洞內的物質在極端的引力作用下會經歷巨大的壓縮,但由于一種特殊的“扭轉效應”,物質不會被無限壓縮成“奇點”,而是在達到一個極限密度后發生猛烈的“大反彈”,也就是我們理論中的“宇宙大爆炸”,而這就幾乎完美地解釋為什么我們觀察到的宇宙在宏觀尺度上是平坦、均勻和各向同性的。
研究人員指出,如果“黑洞宇宙模型”成立,那韋伯望遠鏡觀測到的這種意料之外的現象,就可以得到很好的解釋,即:我們的宇宙位于一個巨大的黑洞之中,由于這個黑洞也在自轉,因此我們宇宙中的星系自轉就會受其影響,進而表現出對某一方向的“偏好”。
值得一提的是,從理論上來講,一個具有質量的物體的半徑只要小于一個理論值,它就可以形成黑洞,這個理論值被稱為史瓦西半徑,可以通過一個簡單的公式“r = 2Gm/c^2”來進行描述(其中G為引力常數,m為黑洞的質量,c為光速常量)。
據此可以看到,物體的史瓦西半徑與質量成正比,而我們都知道,物體的自然半徑與其質量的立方根成正比(假設物體是勻質的),所以我們就可以得出這樣一個結論:當一個物體的質量足夠大時,其史瓦西半徑就會與自然半徑相當。
實際上,在過去的研究中,科學家將可觀測宇宙的估算質量代入上述計算公式,得出的結果為,可觀測宇宙的史瓦西半徑在150至200億光年之間——這與可觀測宇宙的自然半徑大致相當。
另一方面來講,根據廣義相對論,如果黑洞的體積足夠大,并且其內部的物質在總體上能夠均勻分布,那么其內部就可以擁有穩定的結構。而這也就意味著,我們有可能真的生活在一個巨大的黑洞里。當然了,盡管這樣的說法很是引人入勝,但它畢竟只是一種假說,所以大家看看就成,不必太過當真。
參考資料:The distribution of galaxy rotation in JWST Advanced Deep Extragalactic Survey,Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 538, Issue 1, March 2025, Pages 76–91
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