科技日報記者 張佳欣

長久以來，宇宙大爆炸被視作解釋宇宙誕生的權(quán)威模型。根據(jù)這一理論，宇宙誕生于一個密度和溫度都無限高的奇點(diǎn)，空間、時間和物質(zhì)由此瞬間涌現(xiàn)。然而，這個看似完美的理論背后，卻隱藏著一些未解之謎。

為了解釋宇宙為什么如此平坦、光滑，以及為何能在短時間內(nèi)膨脹到今天驚人的規(guī)模，科學(xué)家在上世紀(jì)提出了“宇宙暴脹”理論；而為了解釋宇宙當(dāng)前的加速膨脹，又引入了神秘的“暗能量”概念。雖然這些理論框架與觀測數(shù)據(jù)基本吻合，但一些根本性問題仍然懸而未決。

其中最核心的問題莫過于：大爆炸起點(diǎn)的“奇點(diǎn)”究竟是什么？在這個點(diǎn)上，密度無限、溫度無窮，已知的物理定律完全失效，我們無法用現(xiàn)有理論描述這一刻的狀態(tài)。正如霍金在《時間簡史：從大爆炸到黑洞》中所寫，奇點(diǎn)不僅僅是個數(shù)學(xué)難題，它也暴露出我們對宇宙起源理解的局限。

近日，英國樸茨茅斯大學(xué)宇宙學(xué)和引力研究所科學(xué)家提出了一個顛覆性新模型。他們認(rèn)為，宇宙可能并非始于一次大爆炸，而是源自一次極端的引力坍縮后的“反彈”過程。并且，這一切發(fā)生在一個黑洞中。

根據(jù)這一“黑洞宇宙”模型，我們的宇宙其實(shí)源自另一個更大宇宙中的一顆黑洞。在那個“母宇宙”中，一團(tuán)極度致密的物質(zhì)在引力作用下不斷塌縮，最終形成一個巨大黑洞。

按照傳統(tǒng)廣義相對論的預(yù)測，這樣的坍縮不可避免地會走向一個奇點(diǎn)。但樸茨茅斯大學(xué)科學(xué)家指出，在極端高密度條件下，量子效應(yīng)會產(chǎn)生強(qiáng)大的排斥力，阻止物質(zhì)無限坍縮。當(dāng)密度達(dá)到某個臨界值時，坍縮過程就會逆轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)而開始膨脹，從而形成我們觀測到的宇宙。

這種模型自然地解釋了宇宙演化的兩個關(guān)鍵階段：早期的快速膨脹（類似暴脹）和晚期的加速膨脹（類似暗能量效應(yīng)）。整個過程完全可以用廣義相對論和量子力學(xué)來描述，不需要引入額外的假設(shè)。

這個模型還提出，宇宙應(yīng)該略微彎曲，具有微小但非零的正空間曲率。如果未來歐幾里得等空間望遠(yuǎn)鏡的觀測能證實(shí)這一點(diǎn)，將為“黑洞宇宙”模型提供有力證據(jù)。

從更廣闊的視角來看，這個理論提出了一個頗具哲學(xué)意味的觀點(diǎn)：我們所在的時空，或許只是某個更宏大宇宙中一顆黑洞的演化：當(dāng)那顆黑洞在母宇宙中坍縮到極限時，它的死亡將孕育新宇宙誕生的第一聲啼哭——沒有絕對的終結(jié)，也沒有絕對的開始，只有永恒更迭的收縮與膨脹。而我們熟悉的星辰、星系乃至138億年的膨脹史詩，不過是這場宇宙輪回中最新泛起的一陣漣漪。