我们的宇宙就是黑洞（我们的宇宙是黑洞孕育的吗）
我们的宇宙就是黑洞（我们的宇宙是黑洞孕育的吗）但是，这与我们的宇宙有什么关系？如果要在可观察的宇宙中吸收所有已知的，可测量的物质和辐射形式，则必须将以下所有内容加起来：图注：罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）对黑洞物理学的最重要贡献之一就是证明了我们宇宙中的现实物体，例如恒星（或任何物质集合）如何形成事件视界以及所有物质如何与其绑定不可避免地会遇到中心奇点。图注：在史瓦西黑洞事件视界的内部和外部，空间流动都像移动的人行道或瀑布一样，具体取决于您如何可视化它。在事件视界中，即使您以光速奔跑（或游泳），也不会克服时空的流动，这会将您拖入中心的奇点。 但是，在事件视界之外，其他作用力（例如电磁力）可以经常克服引力的作用，甚至导致下落的物质逸出。黑洞的定义特征是事件视界的存在：一个边界，该边界讲述了外部对象与内部对象的不同故事。在黑洞事件视界之外，任何物体都会受到引力的影响，因为该空间会因黑洞的存在而弯曲，但仍然可以逃脱。如果它在正确
说到我们对宇宙的了解，二十世纪充满了惊奇。大约100年前，我们认为银河系是我们在天空中看到的一切事物的家园；我们认为宇宙是静止的、不变的，并且可能是永恒的，受牛顿的万有引力定律支配。
图注：当形成一个黑洞时，一个推测但引人入胜的想法是，它诞生了一个新的婴儿宇宙。如果真是这样，它可能会为我们自己的宇宙起源提供新的启示，对我们宇宙随后形成的黑洞内部可能发生的事情产生令人着迷的暗示。
在短短几年内，所有这些都发生了巨大变化。爱因斯坦的广义相对论取代了牛顿的引力，向我们展示了物质和能量与时空结构之间的关系。根据他的方程，宇宙不可能是静态的，而是必须随着时间而变化：这一事实在发现不断膨胀的宇宙时得到了证实。 他的理论还预测了黑洞的存在，后来发现甚至直接成像了黑洞。
这导致了一个疯狂的（但仍然是推测性的）想法：也许我们的宇宙诞生于一个黑洞。 这就是使这个概念如此引人注目的原因。
图注：在史瓦西黑洞事件视界的内部和外部，空间流动都像移动的人行道或瀑布一样，具体取决于您如何可视化它。在事件视界中，即使您以光速奔跑（或游泳），也不会克服时空的流动，这会将您拖入中心的奇点。 但是，在事件视界之外，其他作用力（例如电磁力）可以经常克服引力的作用，甚至导致下落的物质逸出。
黑洞的定义特征是事件视界的存在：一个边界，该边界讲述了外部对象与内部对象的不同故事。在黑洞事件视界之外，任何物体都会受到引力的影响，因为该空间会因黑洞的存在而弯曲，但仍然可以逃脱。如果它在正确的方向上足够快地移动或足够快地加速，则它不一定会掉入黑洞，而可能摆脱其引力影响。
但是，一旦物体越过事件视界的另一侧，它注定会被归入黑洞的中心奇点。由于时空结构在黑洞内弯曲的程度非常严重，所以一个坠入的物体将在越过事件视线后的几秒钟内达到奇异点，从而增加了黑洞的质量。对于位于事件视界之外的人，黑洞似乎会随着时间的流逝而形成，增加质量并增长。
图注：罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）对黑洞物理学的最重要贡献之一就是证明了我们宇宙中的现实物体，例如恒星（或任何物质集合）如何形成事件视界以及所有物质如何与其绑定不可避免地会遇到中心奇点。
但是，这与我们的宇宙有什么关系？如果要在可观察的宇宙中吸收所有已知的，可测量的物质和辐射形式，则必须将以下所有内容加起来：
- 由质子、中子和电子构成的正常物质，
- 中微子，基本不与正常物质相互作用的诡异粒子
- 暗物质占了整个宇宙的大部分，但到目前为止还没有进行直接的探测工作，
- 光子或光粒子，它们在整个宇宙历史中的每个电磁事件中都携带能量，
- 引力波，每当质量移动并通过时空弯曲的结构时都会产生引力波。
在我们的仪器可能检测到的最远距离处，我们可以看到各个方向上约有460亿光年的距离。如果您将整个可观测宇宙中所有这些形式的所有能量加起来，则可以使用爱因斯坦最著名的关系得出宇宙的等效“质量”：E =mc²。
然后，如果您愿意，您可以问一个相当深刻的问题：如果将整个宇宙压缩成一个点，会发生什么？答案与将任何足够大的质量或能量集合压缩到一个点时的答案相同：它将形成一个黑洞。爱因斯坦的引力理论的著名之处在于，如果这种质量和/或能量的集合不带电（不带电）并且不旋转（即没有角动量），那么质量的总量是唯一的决定黑洞有多大的因素：天体物理学家将其称为史瓦西半径（Schwarzschild radius）。
值得注意的是，黑洞的史瓦西半径（Schwarzschild radius）与可观测宇宙中所有物质的质量几乎完全等于可见宇宙的观测大小！这种认识本身似乎是一个了不起的巧合，提出了一个问题，即我们的宇宙是否实际上可能是黑洞的内部。但这仅仅是故事的开始；随着我们深入研究，事情变得更加有趣。
在20世纪60年代中期，一个发现彻底改变了我们的宇宙概念：一个统一的，全方位的低能量辐射浴出现在天空的所有位置。这种辐射在所有方向的温度都相同，现在确定为2.725K，比绝对零度高几度。辐射具有几乎完美的黑体光谱，仿佛它有一个热的起源，似乎是相同的1部分在30，000，无论你在哪里看的天空。
在1960年代中期，一个发现彻底改变了我们对宇宙的概念：从天空的所有位置出现了统一的全向低能辐射浴。该辐射在所有方向上都具有相同的温度，现在确定为2.725 K，仅比绝对零高几度。辐射具有几乎完美的黑体光谱，就好像它是热的，热的起源一样，无论您在天空中的什么位置，辐射看起来都等于三万分之一。
这种辐射——最初称为原始火球，现在称为宇宙微波背景——代表了重要证据，表明我们的宇宙正在膨胀和冷却，因为它过去更热、更密集。我们推断得越早，物体越小，越均匀，越紧凑。一直往回走，这张热的大爆炸的图似乎接近奇点，即在黑洞中心内部发现的相同条件：一个密度、温度和能量极端到以至于物理定律本身破裂的位置。
当您查看控制黑洞的方程式时，也会发生一些非凡的事情。如果您是从事件视界之外开始并逃离黑洞无限距离，您会发现距离（r）从史瓦西半径（Schwarzschild radius）R到无穷大：∞。另一方面，如果您只是从事件视界内开始，并跟踪从黑洞到中心奇点的距离，则会发现相同的距离（r）从史瓦西半径（Schwarzschild radius）R到零：0。
没关系吧？
不，实际上这很重要，原因如下：如果您检查黑洞事件视界之外的所有空间属性（从R到∞），并将其与黑洞事件视界内的所有空间属性进行比较，从R到0，它们在每个点都是相同的。您要做的就是用距离的倒数1 / r替换距离r（或更准确地说，将所有r / R实例替换为R / r），您会发现黑洞的内部是数学上与黑洞的外观相同。
在过去的几十年中，随着我们对宇宙的了解不断提高和完善，两个新发现动摇了宇宙学的基础。第一个是宇宙膨胀：现在，宇宙不是由奇点引起的，而似乎是由热的大爆炸之前的快速、无情的恒定、指数膨胀状态建立的。好像有某种磁场为太空本身提供了固有的能量，导致宇宙膨胀，只有在膨胀结束后，热的大爆炸才开始。
第二个是暗能量：随着宇宙的膨胀和密度的降低，遥远的星系开始以加速的速度从我们后退。再次，尽管幅度要小得多，但宇宙的行为好像是空间本身固有的某种能量，即使空间继续扩大，它也拒绝稀释。只要膨胀和黑暗能源都存在，人们就推测可能存在联系。
这种联系可能是什么？再次，黑洞可能是答案。当物质落入黑洞时，黑洞会增加质量，然后通过霍金辐射衰减并失去质量。随着事件范围的大小变化，这是否有可能改变空间结构固有的“能量”给位于事件范围内的观察者的能力？我们所认为的宇宙膨胀是否可能标志着超大质量黑洞创造了我们的宇宙？暗能量是否也可能以某种方式连接到黑洞？
这是否意味着，随着我们宇宙内部形成天体物理黑洞，每个人都在其内部某个地方产生了自己的“婴儿宇宙”？这些猜测已经存在了数十年，但没有明确或可证明的结论。然而，许多模型和思想比比皆是，并且这种思路继续吸引着许多研究黑洞、热力学和熵、广义相对论以及宇宙的开始和结束的人。
不幸的是，至少到目前为止，每个提出的物理模型都未能做出能够完成以下三件事的独特预测。
- 重现膨胀热门“大爆炸”已经成功解决的所有成功，例如已经观察到的现象。
- 解释主流理论无法观测到的现象。
- 做出与当前领先模型所预测的不同的新预测，然后我们可以进行测试。
图注：从黑洞外面，所有进入的物质都将发光，并且始终可见，而事件视线后面的任何东西都无法射出。 但是，如果您是一个陷入黑洞的人，那么您的能量可能会作为新生宇宙中热大爆炸的一部分而重新出现。
也许最著名的尝试是罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）的保形循环宇宙学（CCC），它确实做出了与标准宇宙学模型不同的独特预测：霍金点的存在，或者宇宙微波背景中温度异常低的圆。不幸的是，这些功能并未可靠地出现在数据中，从而使我们的宇宙起源于一个黑洞的想法从物理和数学的角度来看，黑洞与宇宙的诞生之间都有联系，这一点让人非常喜欢。在宇宙的诞生与宇宙之间存在的巨大黑洞之间存在联系是有道理的。可能是在我们的宇宙中创建的每个黑洞都在其中产生了一个新的宇宙。
不幸的是，缺少的是唯一可识别的特征的关键步骤，可以告诉我们是否是这种情况。对于任何理论物理学家来说，这都是最困难的步骤之一：确定一个新想法在我们可观察的宇宙中的烙印，并将该新想法与我们以前流行的旧想法区分开。在我们成功采取这一步骤之前，可能会继续开展这些想法的工作，但它们只会保留投机性假设。我们不知道我们的宇宙是否因黑洞的诞生而诞生，但是在这一点上，我们愚蠢地排除这种可能性是极具诱惑力的。
