在近幾十年來(lái)出現(xiàn)的最大膽、最令人費(fèi)解的理論中，有一個(gè)想法是我們的可觀測(cè)宇宙可能實(shí)際上被包含在一個(gè)黑洞內(nèi)部。這個(gè)概念，通常被稱為黑洞宇宙學(xué)，有時(shí)與全息原理的解釋聯(lián)系在一起，挑戰(zhàn)了我們對(duì)時(shí)空、引力以及現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)理解。雖然這仍然是一個(gè)高度推測(cè)性的研究領(lǐng)域，但它為現(xiàn)代宇宙學(xué)中一些最棘手的難題提供了有趣的潛在解決方案，盡管它也面臨著重大的理論障礙。
我們的宇宙可能存在于黑洞內(nèi)部的觀點(diǎn)，其根源可追溯到20世紀(jì)70年代拉杰·庫(kù)馬爾·帕西里亞（Raj Kumar Pathria）和 I. J. 古德（I. J. Good）等先驅(qū)物理學(xué)家的工作。他們的理論提出了一個(gè)分層或分形的宇宙，其中宇宙存在于黑洞內(nèi)部，隨后由包括尼科德姆·波普拉夫斯基（Nikodem Pop?awski）在內(nèi)的其他人進(jìn)一步發(fā)展。
這些理論通常借鑒了愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的擴(kuò)展，例如愛(ài)因斯坦-卡爾坦-西亞馬-基布爾（Einstein-Cartan-Sciama-Kibble）理論，該理論除了時(shí)空曲率外還引入了撓率（時(shí)空的扭曲）。在這個(gè)框架中，黑洞內(nèi)部巨大的引力坍縮可能不會(huì)導(dǎo)致奇點(diǎn)，而是導(dǎo)致一個(gè)“大反彈”。這個(gè)反彈可以在視界的另一側(cè)播下新的膨脹宇宙的種子，從而有效地使黑洞成為一個(gè)宇宙的“父母”。
支持這一觀點(diǎn)最引人注目、但也備受爭(zhēng)議的間接證據(jù)之一，是可觀測(cè)宇宙的尺寸與其計(jì)算出的史瓦西半徑之間奇怪的數(shù)值巧合。史瓦西半徑定義了黑洞的邊界，超越這個(gè)邊界，包括光在內(nèi)的任何東西都無(wú)法逃脫。如果我們計(jì)算一個(gè)包含可觀測(cè)宇宙估計(jì)總質(zhì)量-能量的黑洞的史瓦西半徑，其結(jié)果與宇宙的哈勃半徑——我們目前可以觀測(cè)到的區(qū)域的邊界——驚人地接近。雖然這可能只是一個(gè)巧合，但黑洞宇宙學(xué)的支持者認(rèn)為，這可能是一個(gè)重要的線索，表明我們的宇宙視界實(shí)際上就是一個(gè)事件視界。
此外，最近的觀測(cè)數(shù)據(jù)，特別是來(lái)自詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，暗示著早期宇宙中星系旋轉(zhuǎn)可能存在不對(duì)稱性，這被一些人解讀為對(duì)黑洞宇宙學(xué)模型提供了潛在支持。該理論認(rèn)為，如果我們的宇宙是在一個(gè)“父母”宇宙中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)黑洞內(nèi)部誕生的，它可能會(huì)繼承一個(gè)優(yōu)先的旋轉(zhuǎn)軸，這可能表現(xiàn)為星系旋轉(zhuǎn)的微妙對(duì)齊。如果這種觀測(cè)到的不對(duì)稱性得到證實(shí)且并非源于觀測(cè)偏差，它將挑戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)原理的各向同性，并可能被視為一個(gè)旋轉(zhuǎn)的“父母”黑洞的印記。
另一個(gè)理論聯(lián)系來(lái)自于全息原理，這是一個(gè)源于弦理論和量子引力的概念。全息原理認(rèn)為，一個(gè)空間體積內(nèi)的信息內(nèi)容可以完全編碼在其周圍的一個(gè)低維邊界上，就像3D圖像編碼在2D全息圖上一樣。黑洞是全息原理作用的關(guān)鍵例子，落入黑洞的一切事物的熵和信息似乎存儲(chǔ)在其2D視界上。如果我們的宇宙確實(shí)是一個(gè)黑洞的內(nèi)部，那么全息原理可能意味著描述我們3D現(xiàn)實(shí)的所有信息都編碼在其邊界視界的2D表面上。這個(gè)深刻的思想可能會(huì)重塑我們對(duì)空間和信息基本性質(zhì)的理解。
然而，盡管存在這些有趣的推測(cè)，我們的宇宙被困在黑洞內(nèi)部的理論面臨著巨大的挑戰(zhàn)和批評(píng)。其中一個(gè)最顯著的問(wèn)題是廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)的黑洞中心的奇點(diǎn)。雖然像愛(ài)因斯坦-卡爾坦理論這樣的擴(kuò)展提出了避免真正奇點(diǎn)的大反彈，但在這種極端密度下的物理學(xué)尚未完全理解，并且需要一個(gè)完整的量子引力理論，而這仍然難以捉摸。黑洞信息悖論也提出了一個(gè)問(wèn)題：如果物體落入黑洞時(shí)信息丟失，那么新的宇宙如何能以其自身的物理定律和內(nèi)容出現(xiàn)？雖然全息原理通過(guò)暗示信息在視界上得以保存提供了一種潛在的解決方案，但將其與黑洞內(nèi)部的反彈宇宙學(xué)完全結(jié)合是一個(gè)復(fù)雜的理論任務(wù)。
此外，黑洞宇宙學(xué)模型必須提供可檢驗(yàn)的預(yù)測(cè)，以區(qū)別于流行的Lambda-CDM模型。盡管Lambda-CDM模型自身也面臨暗物質(zhì)和暗能量的性質(zhì)以及哈勃張力等挑戰(zhàn)，但在解釋廣泛的宇宙學(xué)觀測(cè)方面取得了顯著成功。雖然星系旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱性是一個(gè)潛在的區(qū)分點(diǎn)，但需要更多穩(wěn)健和多樣化的觀測(cè)測(cè)試，才能將黑洞宇宙理論從推測(cè)提升為得到充分支持的科學(xué)模型。
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