據(jù)《對(duì)話》報(bào)道，《物理評(píng)論D》發(fā)表的一項(xiàng)新研究挑戰(zhàn)了宇宙大爆炸是萬(wàn)物起源的普遍觀點(diǎn)。相反，研究人員認(rèn)為，宇宙大爆炸可能是在巨大的引力坍縮形成黑洞之后的一次反彈。

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“黑洞宇宙”理論運(yùn)用日常物理學(xué)重新思考宇宙起源。該模型并非從膨脹開始，追溯到神秘的奇點(diǎn)，而是研究大質(zhì)量物質(zhì)在引力作用下坍縮時(shí)會(huì)發(fā)生什么，類似于恒星變成黑洞的過(guò)程。但與經(jīng)典物理學(xué)預(yù)測(cè)的尖銳奇點(diǎn)不同，該模型運(yùn)用量子力學(xué)來(lái)表明坍縮并非永遠(yuǎn)持續(xù)下去。

這種反彈是由量子排斥原理驅(qū)動(dòng)的，該原理阻止同質(zhì)粒子（例如費(fèi)米子）被擠壓到相同的量子態(tài)。結(jié)果，坍縮達(dá)到極限后會(huì)反轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致向外的反彈。研究團(tuán)隊(duì)表示：“這種反彈不僅是可能的，而且在適當(dāng)?shù)臈l件下是不可避免的。”

該模型探索了初始尺寸為 χ_* 的質(zhì)量 M 在由 k ≡ 1/χ?2 ≤ 1/χ_2* 定義的彎曲區(qū)域內(nèi)發(fā)生的球形坍縮。內(nèi)部物質(zhì)被視為理想流體，其能量密度會(huì)隨時(shí)間從無(wú)壓塵埃 (P = 0) 轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的 ρG。這會(huì)導(dǎo)致反彈：R_B = (8πGρG / 3)^?1/2

反彈之后，宇宙經(jīng)歷快速膨脹，壓力 P(ρ) 就像一個(gè)膨脹勢(shì)能——類似于標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)描述早期宇宙膨脹和當(dāng)今暗能量的方式。

該模型還預(yù)測(cè)空間中存在一個(gè)雖小但明顯的正曲率：?0.07 ± 0.02 ≤ Ω?

有趣的是，反彈發(fā)生在引力半徑 r_S = 2GM 的內(nèi)部，其作用類似于宇宙常數(shù) Λ。而在外部，它仍然看起來(lái)像一個(gè)普通的史瓦西黑洞。

未來(lái)的任務(wù)，例如歐幾里得任務(wù)，可以測(cè)試預(yù)測(cè)的曲率。其他項(xiàng)目，例如阿拉基斯任務(wù)，將研究包括恒星暈和衛(wèi)星星系在內(nèi)的微弱特征，這些特征可能與在反彈過(guò)程中幸存下來(lái)的古老致密天體（例如黑洞）有關(guān)。

按照這種觀點(diǎn)，大爆炸并非萬(wàn)物的誕生——它只是更大宇宙中形成的黑洞內(nèi)部新循環(huán)的開始。正如《對(duì)話》雜志所言：“我們見(jiàn)證的并非萬(wàn)物從無(wú)到有的誕生，而是宇宙循環(huán)的延續(xù)。”

資料來(lái)源：美國(guó)物理學(xué)會(huì)《對(duì)話》