我们所在的宇宙空间实际上是一个黑洞的内部,这是黑洞宇宙模型(black hole cosmology)的观点。目前主流的宇宙学模型是大爆炸理论,此外还有很多非主流的宇宙学模型。黑洞宇宙模型就是其中之一。
1. 为什么宇宙在黑洞内部?
这个问题要从宇宙膨胀开始说起。
我们知道,宇宙在加速膨胀。这里膨胀的含义是,新的空间从每一处空间中产生。它导致的结果是,宇宙中的物体都在相互远离。然而,比较近的物体会被引力或电磁力拉在一起,距离不会增加。空间膨胀的效果,只有在距离十分遥远的星系之间才能看出来。
在上面的例子中,由于空间膨胀,猫和老鼠之间的距离与猫和狗的距离都增加了,但是,猫和狗距离增加明显比猫和老鼠距离增加要大得多。由于空间膨胀的叠加效果,距离越远的物体,它们之间距离增加也越大。也就是说,距离我们越远的物体,远离我们的速度也就越快。由此我们不难想象,距离我们足够远的星系,远离我们的物体会达到光速。
2. 黑洞内的宇宙
对黑洞的传统认识是,当物体落入黑洞,就会继续向黑洞中心坠落,最后落进黑洞中心的奇点——一个密度无穷大,体积无穷小的点。
但是,这并不是唯一可能存在的黑洞结构。
黑洞强大的引力使得时空极度弯曲,造成了一个与外面隔离的封闭时空。在这样一个封闭的空间中,如果物质大致均匀分布,广义相对论允许它保持一个稳定的内部结构,而不至于坍塌成一个奇点。那么,在没有外部物质和能量影响的情况下,黑洞宇宙是一个静态宇宙。当黑洞宇宙吸入外部物质时,由于质量增加,它的体积也随之增加,从黑洞宇宙内部来看,表现为宇宙空间的膨胀。所以,在黑洞宇宙模型中,对宇宙膨胀的解释不需要暗能量的概念。
3. 黑洞宇宙模型
黑洞宇宙模型是一个多层次的等级结构。我们的宇宙在一个更大的宇宙(母宇宙)中;母宇宙中的其他宇宙是我们宇宙的姐妹宇宙;我们宇宙中的黑洞(恒星级黑洞和超级黑洞)都包含子宇宙;同样,我们的姐妹宇宙中也有它们自己的子宇宙;而母宇宙外面是更大的祖母宇宙。
这个模型一共有多少层取决于整个空间的大小。如果整个空间是无限大的,那么宇宙层次的数目也是无限的;反之,则是有限的。
在黑洞宇宙膨胀的过程中,可能和姐妹宇宙相遇,从而合并成更大的宇宙。
以上是对黑洞宇宙模型的简单介绍。它是和大爆炸理论不同的另一种宇宙学模型,对于天文观测中的很多现象,如空间膨胀,微波背景辐射,也有不一样的解释。这种理论目前被认为是一种”类宇宙学“,没有得到多数宇宙学家的认同。然而,从20世纪70年代到现在,仍然有部分宇宙学家在从事这个理论的研究。
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