根据我们对宇宙的理解,如果你回到大约138亿年前,你最终会到达一个奇点,一个超致密的热点,在那里控制空间和时间的定律将会崩溃。但是我们不能回到那个奇点去理解是什么导致了宇宙的诞生。但是我们知道宇宙历史上还有另一个奇点,那就是黑洞。此外,这两个奇点可能有超乎你想象的共同点。

这听起来可能有点疯狂,但正如物理学家伊森·西格尔在《福布斯》杂志上解释的那样,至少在一个交替的四维宇宙中,没有理由说大爆炸不是恒星坍缩成黑洞的结果。事实上,这一观点是由圆周理论物理研究所和滑铁卢大学的理论物理学家在2014年首次提出的。

我们对大爆炸的了解是,在奇点之后的瞬间,我们的宇宙开始膨胀。在不到一秒钟的时间里,宇宙在这段快速膨胀的时间里增加了大约1026倍,然后又减速并逐渐膨胀。黑洞在我们的三维宇宙中创造了一个二维视界,这意味着它们被困在一个二维边界内。

黑洞和大爆炸的共同点是,它们都是我们所知的宇宙奇点的两种情况。我们的宇宙由两套规则定义,一套是粒子等微小物质领域的量子力学,另一套是关于大物质的广义相对论。黑洞完全无视这些规则,因为它们视界中的粒子行为无法解释。

西格尔教授解释道:“我们知道的物理定律在我们推断的中心奇点是完全无效的。如果我们想要准确地描述它,就需要把量子理论和万有引力,或者万有引力的量子理论结合起来。但是到目前为止,我们还没有建立万物理论,所以我们对黑洞的理解被奇点终止了,就像我们对宇宙的理解一样。”

两年前,来自圆周理论物理研究所和滑铁卢大学的三位物理学家提出,这两个奇点可能是一个,或者我们的宇宙可能是一个更大黑洞的奇点。或者我们的宇宙只是另一个宇宙视界的三维包裹。在2014年的一篇文章中,圆周理论物理研究所表示,在这个方案中,当四维宇宙中的一颗恒星坍缩成黑洞时,我们的宇宙就出现了。

西格尔解释说,尽管我们无法推断黑洞奇点会发生什么,但我们可以推断出在地平线边缘会发生什么,这与我们的宇宙诞生时发生的情况相当一致。当恒星核心爆炸并坍缩形成黑洞时,视界将首先形成,然后迅速扩散并继续增长,吞噬该区域越来越多的物质。

西格尔在论文中说,当然,除非我们找到一种方法将万有引力理论和量子理论结合起来并探索奇点,否则这个理论仍然是一个假设。我们不能等待万物理论的建立,所以我们现在就开始测试这个理论的一些想法。