一项发表于《物理评论 D》的最新研究提出了新的宇宙起源模型,认为大爆炸并非宇宙起点,而是一次巨型黑洞塌缩后的“反弹”。
该模型基于日常物理中的重力塌缩现象,指出当物质密度达到极限时,因量子排斥原理,相同的费米子无法占据同一量子态,塌缩将转为“反弹”,避免形成奇点。研究团队表示,在合适条件下,这种反弹是不可避免的。
模型假设初始尺度为 χ_* 的球状物质塌缩,其弯曲度由 k ≡ 1/χₖ² ≤ 1/χ_*² 确定。物质被看作完美流体,初始无压强尘埃态(P=0),逐渐稳定至能量密度 ρG。反弹尺度 R_B 满足公式:
R_B = (8πGρG / 3)^−1/2。
反弹后宇宙迅速膨胀,压力 P(ρ) 类似标准宇宙学暴涨势能,并与当前暗能量效应相似。模型预测宇宙空间存在可测正曲率范围:
−0.07 ± 0.02 ≤ Ωₖ。
该模型显示,反弹发生于引力半径 r_S = 2GM 内部,类似宇宙学常数 Λ 的“内部视角”,从外部观察则仍表现为史瓦西黑洞。
欧洲空间局即将发射的“欧几里得”任务将测绘宇宙几何,以检验该模型预测。下一代巡天项目“Arrakihs”也将寻找经历过宇宙反弹的古老致密天体痕迹。
按照该模型设想,我们的宇宙可能是更大宇宙中一个黑洞内部经历塌缩后的新一轮周期。正如 The Conversation 所述:“我们见证的不是从虚无中诞生的一切,而是宇宙周期的延续。”
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