在近幾十年來出現(xiàn)的最大膽、最令人費解的理論中，有一個想法是我們的可觀測宇宙可能實際上被包含在一個黑洞內(nèi)部。這個概念，通常被稱為黑洞宇宙學(xué)，有時與全息原理的解釋聯(lián)系在一起，挑戰(zhàn)了我們對時空、引力以及現(xiàn)實結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)理解。雖然這仍然是一個高度推測性的研究領(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，其根源可追溯到20世紀(jì)70年代拉杰·庫馬爾·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)的其他人進一步發(fā)展。

這些理論通常借鑒了愛因斯坦廣義相對論的擴展，例如愛因斯坦-卡爾坦-西亞馬-基布爾（Einstein-Cartan-Sciama-Kibble）理論，該理論除了時空曲率外還引入了撓率（時空的扭曲）。在這個框架中，黑洞內(nèi)部巨大的引力坍縮可能不會導(dǎo)致奇點，而是導(dǎo)致一個“大反彈”。這個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宇宙的“父母”。

支持這一觀點最引人注目、但也備受爭議的間接證據(jù)之一，是可觀測宇宙的尺寸與其計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，超越這個邊界，包括光在內(nèi)的任何東西都無法逃脫。如果我們計算一個包含可觀測宇宙估計總質(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——我們目前可以觀測到的區(qū)域的邊界——驚人地接近。雖然這可能只是一個巧合，但黑洞宇宙學(xué)的支持者認(rèn)為，這可能是一個重要的線索，表明我們的宇宙視界實際上就是一個事件視界。

此外，最近的觀測數(shù)據(jù)，特別是來自詹姆斯·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)可能存在不對稱性，這被一些人解讀為對黑洞宇宙學(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“父母”宇宙中的一個旋轉(zhuǎn)黑洞內(nèi)部誕生的，它可能會繼承一個優(yōu)先的旋轉(zhuǎn)軸，這可能表現(xiàn)為星系旋轉(zhuǎn)的微妙對齊。如果這種觀測到的不對稱性得到證實且并非源于觀測偏差，它將挑戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)原理的各向同性，并可能被視為一個旋轉(zhuǎn)的“父母”黑洞的印記。

另一個理論聯(lián)系來自于全息原理，這是一個源于弦理論和量子引力的概念。全息原理認(rèn)為，一個空間體積內(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在其2D視界上。如果我們的宇宙確實是一個黑洞的內(nèi)部，那么全息原理可能意味著描述我們3D現(xiàn)實的所有信息都編碼在其邊界視界的2D表面上。這個深刻的思想可能會重塑我們對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，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。其中一個最顯著的問題是廣義相對論預(yù)測的黑洞中心的奇點。雖然像愛因斯坦-卡爾坦理論這樣的擴展提出了避免真正奇點的大反彈，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問題：如果物體落入黑洞時信息丟失，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的預(yù)測，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)觀測方面取得了顯著成功。雖然星系旋轉(zhuǎn)不對稱性是一個潛在的區(qū)分點，但需要更多穩(wěn)健和多樣化的觀測測試，才能將黑洞宇宙理論從推測提升為得到充分支持的科學(xué)模型。