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我们的宇宙是否被困在黑洞内?詹姆斯·韦伯太空望远镜的这一发现可能会让你大吃一惊

  • 2025-03-17
  • Armanda
JWST 观测到的星系,其中单向旋转的星系用红色圈出,反方向旋转的星系用蓝色圈出。 (图片来源:皇家天文学会月度通知(2025))

毫无疑问,自推出以来,彻底改变了我们对早期宇宙的看法,但它的新发现可能会让天文学家陷入困境。事实上,它可能暗示我们周围看到的一切都被密封在黑洞内,从而告诉我们一些关于宇宙诞生的深刻信息。

这台耗资 100 亿美元的望远镜于 2022 年夏天开始观测宇宙,发现深空的绝大多数,因此迄今为止观察到,它们都朝同一方向旋转。大约三分之二的星系顺时针旋转,而另外三分之一则逆时针旋转。

对 263 个星系的观测揭示了这种奇怪协调的宇宙舞蹈,作为该项目的一部分被收集起来。高级深河外巡天,或“JADES”。

“目前还不清楚是什么原因导致这种情况发生,但主要有两种可能的解释,”卡尔·R·艾斯工程学院计算机科学副教授、团队负责人利奥尔·沙米尔 (Lior Shamir) 说。

在一份声明中说。

“一种解释是宇宙生来就在旋转。这种解释与诸如

,它假设整个宇宙都是黑洞的内部。

“但如果宇宙确实生来就在旋转,那就意味着现有的宇宙理论是不完整的。”

诞生于黑洞?

黑洞宇宙学,也称为“史瓦西宇宙学”,表明我们可观测的宇宙可能是一个更大的母宇宙中黑洞本身的内部。

这个想法首先由理论物理学家 Raj Kumar Pathria 和数学家 IJ Good 提出。它提出了“史瓦西半径”的想法,更广为人知的名称是“,”(任何东西都无法逃脱黑洞的边界,甚至光也无法逃脱)也是可见宇宙的地平线。

这还有另外一层含义;我们宇宙中的每一个黑洞都可能是通往另一个“婴儿宇宙”的大门。这些宇宙对我们来说是无法观测到的,因为它们也位于事件视界后面,事件视界是一个单向的光捕获点,光无法从中逃逸,这意味着信息永远无法从黑洞内部传播到外部观察者。

这是波兰理论物理学家所倡导的理论尼科德姆·波普拉夫斯基纽黑文大学的。

插图显示婴儿宇宙被密封在黑洞的视界内(图片来源:Robert Lea(使用 Canva 创建))

当大质量恒星的核心塌缩时,黑洞就会诞生。它的核心是密度远远超过已知宇宙中任何物质的物质。

在波普拉夫斯基的理论中,最终,扭转、物质的扭曲和转动与自旋之间的耦合变得非常强,并阻止物质无限期地压缩到奇点。

波普拉斯基向 Space.com 解释说:“物质反而达到了一种有限的、密度极大的状态,停止塌陷,像压缩弹簧一样反弹,然后开始迅速膨胀。” “接近这种状态的极强引力会导致强烈的粒子产生,使黑洞内部的质量增加多个数量级,并加强为弹跳提供动力的引力斥力。”

这位科学家继续补充说,如此大的反弹后的快速反冲可能是导致我们宇宙膨胀的原因,我们现在将这一事件称为“宇宙膨胀”。

波普拉夫斯基说:“它产生了有限时期的宇宙膨胀,这解释了为什么我们今天观察到的宇宙在最大尺度上看起来是平坦的、均匀的和各向同性的。”

因此,爱因斯坦广义相对论的广义相对论的引力扭转为一种场景提供了一种看似合理的理论解释,根据该场景,每个黑洞都会在内部产生一个新的婴儿宇宙,并成为爱因斯坦-罗森桥,或“’将这个宇宙与黑洞存在的母宇宙连接起来。”

通往新宇宙的虫洞插图。(图片来源:询问太空人)

在新宇宙中,根据这个理论,母宇宙作为新宇宙唯一的另一面出现。

白洞

,一个无法从外部进入的空间区域,可以被认为是黑洞的反面。

“因此,我们自己的宇宙可能是另一个宇宙中存在的黑洞的内部,”波普拉夫斯基继续说道。 “物质穿过黑洞边界(称为事件视界)的运动只能在一个方向上发生,从而在视界上提供了过去和未来的不对称性,从而在婴儿宇宙中的任何地方都存在。

“因此,这样一个宇宙中的时间之箭将通过扭转从母宇宙继承。”

JWST 看到的螺旋星系。蓝色圈出的星系与银河系旋转方向相反,红色圈出的星系与银河系旋转方向相同(图片来源:皇家天文学会月度通知(2025))

至于 JWST 的这些新发现。 Poplawski 告诉 Space.com:“如果我们的宇宙有一个首选轴,那将是令人着迷的。这样的轴可以用这样的理论自然地解释:我们的宇宙诞生于某个母宇宙中存在的黑洞事件视界的另一侧。”

他补充说,黑洞是由恒星或星系中心形成的,很可能是由球状星团形成的,它们都在旋转。这意味着黑洞也会旋转,并且黑洞的旋转轴会影响黑洞创建的宇宙,表现为首选轴。

“我认为对旋转宇宙最简单的解释是宇宙诞生于旋转黑洞中。时空扭转提供了最自然的机制,避免了黑洞中的奇点,而是创造了一个新的、封闭的宇宙,”波普拉夫斯基继续说道。 “我们宇宙中的一个首选轴,是由其母体黑洞的旋转轴继承的,可能会影响星系的旋转动力学,从而产生观察到的顺时针-逆时针不对称性。

“JWST 发现星系按首选方向旋转将支持黑洞创造新宇宙的理论,如果这些发现得到证实,我将非常兴奋。

为什么 JWST 可能看到过多的朝一个方向旋转的星系的另一种解释是,银河系自身的自转可能是造成它的原因。

此前,科学家们认为银河系的自转速度太慢,不会对 JWST 的观测产生不可忽视的影响。

沙米尔总结道:“如果情况确实如此,我们将需要重新校准我们对深宇宙的距离测量。” “距离测量的重新校准还可以解释宇宙学中其他几个未解决的问题,例如宇宙膨胀率的差异以及根据现有距离测量预计比宇宙本身更古老的大型星系。”

该团队的研究发表在本月的《皇家天文学会月度通知。

最初发布于太空网。

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