根據我們對宇宙的最佳理解,如果你盡可能地回到過去,大約 138 億年左右,你最終會到達一個奇點- 一個超稠密、熾熱、充滿活力的點,這裡是支配時空崩潰的法則。
儘管我們盡了最大的努力,我們還是無法超越那個奇點來看看是什麼觸發了我們宇宙的誕生——但我們確實知道,在我們的宇宙歷史上,只有一個存在奇點的實例,那就是在一個。這兩個事件可能有比你想像的更多的共同點,因為物理學家伊森·西格爾在《富比士》上的解釋。
這聽起來可能有點瘋狂,但是,正如西格爾報告,至少從數學角度來看,我們沒有理由認為它不可能是另一個四維宇宙中一顆恆星塌縮成黑洞的結果。
事實上,這個想法最早是由加拿大周界研究所和滑鐵盧大學的理論物理學家提出的早在2014年,儘管物理學家盡了最大努力,沒有人能夠排除這個可能性。
讓我們退後一步。我們對大爆炸的了解是,在奇點之後,我們的宇宙立即開始膨脹。在幾分之一秒之內,它經歷了一個快速的通貨膨脹時期,增加了大小約1026,然後再次減速並逐漸擴大。
我們所知道的是的,在我們的三維宇宙中,黑洞產生了二維事件視界——這基本上意味著它們被包裹在一個二維邊界中,該邊界標誌著物質的「不歸點」。
以下是藝術家對其外觀的印象:
黑洞和大爆炸的共同點是,它們是我們所知的宇宙中僅有的兩個奇點實例。 (奇點基本上意味著統治我們宇宙的規則不再運作的點。)
據我們所知,我們的宇宙是由兩套規則:量子力學對於所有像顆粒這樣的小東西;和廣義相對論對於所有更大的東西,例如恆星、行星以及你和我。
如果你仔細計算數字,你會發現黑洞違反了這些規則,因為它們的事件視界比其內部粒子的行為所能解釋的還要大。
“事實上,我們宇宙中的黑洞比這大得多,這不是問題。”西格爾解釋。
「這僅僅意味著我們所知道的物理定律在我們計算的中心奇點處被打破。如果我們想要準確地描述它,就需要將量子理論與。這需要量子重力理論。
不過,目前我們還沒有這樣的能力’萬物理論’,所以我們對黑洞的理解就止於奇點──就像我們對宇宙的理解一樣。
知道這一點後,來自周界研究所和滑鐵盧大學的三位物理學家在兩年前提出,這兩個奇點可能是同一個——也許我們的宇宙是從一個更大的黑洞的奇點中誕生的。
或者,換句話說,也許我們的宇宙是周圍的三維包裝其他宇宙的事件視界。
「在這種情況下,當四維宇宙中的一顆恆星坍縮成黑洞時,我們的宇宙就爆發了,」周界研究所2014 年的新聞稿解釋。
從數學上來說,這是成立的。
雖然我們無法計算黑洞奇點會發生什麼,但我們可以計算的是事件視界邊界上發生的事情 - 它與我們宇宙誕生時發生的事情非常吻合,因為西格爾解釋說。
「當黑洞最初形成時,恆星核心的內爆和塌縮首先形成了事件視界,然後隨著越來越多的物質繼續落入,事件視界迅速擴大並繼續擴大面積。
如果你在這個二維包裹上放置一個座標網格,你會發現它起源於網格線非常接近的地方,然後隨著黑洞的形成而迅速膨脹,然後隨著物質落入其中而膨脹得越來越慢。至少在概念上,這與我們觀察到的三維宇宙膨脹率相符。
當然,在我們找到某種可測量的方法來融合量子力學和廣義相對論並超越奇點之前,整個想法仍然是一個假設。
但是,在那之前,要考慮的最酷的事情是,基於這個概念,我們自己的宇宙沒有理由不能在每次黑洞誕生時產生全新的二維宇宙。 「儘管聽起來很瘋狂,但答案似乎是或許,」西格爾寫道。錢幣。
我們迫不及待地想最終得到這個萬有理論,這樣我們就可以開始測試其中一些偉大的想法。
您可以在下面的影片中了解有關黑洞誕生我們的宇宙假說的更多信息,並閱讀他們的完整論文arXiv.org。