大爆炸不是宇宙的起点，科学家：当时发生了一件极其不可思议的事

一些宇宙学家认为，形成于宇宙大爆炸之前的原初黑洞可能就是所谓的暗物质。

早期宇宙想象图。ESA

大爆炸可能不是宇宙的起点，大爆炸之前宇宙已经存在。最近一些宇宙学家在《宇宙学和天体粒子物理学》杂志上发表论文认为，我们的宇宙可能会反复地收缩和膨胀。不仅如此，该理论还可能会对我们认识宇宙的本质，以及理解当今宇宙学中的两大未解之谜：黑洞和暗物质有巨大启示。

所谓暗物质是今天宇宙学家头顶上的一朵巨大乌云。因为它看不见摸不着，仅存在于理论中。科学家是为了解释星系的自转速度过快，而提出的一种假想物质。没有它提供的引力，宇宙中的星系都会解体，很多现象也得不到解释。这种假想物质还占宇宙物质总量的80%，也就是说，维系我们宇宙大尺度物质结构的引力中有80%来历不明。

主流理论假设暗物质是一种目前还没有探测到的未知粒子。但也有一些科学家另辟蹊径。比如该理论认为，暗物质实际上是宇宙从上一次收缩转化为本次膨胀的相变过程中形成的黑洞。这种相变发生在所谓的宇宙大爆炸之前。

传统的宇宙学理论认为宇宙产生自一个奇点，这个奇点经历了一个被称为暴涨的过程，宇宙在这一极为短暂的时期内发生了几何级的急速膨胀。而新研究建立在一个更为奇特的理论，即所谓“非奇点物质反弹宇宙学”的基础上。

“非奇点物质反弹宇宙学”认为，宇宙在膨胀前曾经收缩，并由于物质密度收缩得过高而发生了反弹。这种反弹就是宇宙大爆炸，以及一直延续到今天的宇宙膨胀。

根据这一理论，宇宙的体量曾经因为收缩而只有今天的1/50。光子和其他粒子都是在反弹的过程中产生的。而在反弹发生之前，由于宇宙密度过高，以及在量子层面上存在波动，宇宙中出现了大量的微型黑洞。这些黑洞的形成会产生引力波。

这些黑洞中有一部分质量稍大的会因为无法通过霍金辐射完全蒸发而保留到今天。它们很可能就是所谓的暗物质。这部分黑洞的质量大约相当于小行星。

有意思的是，研究人员的计算结果表明，根据这一模型得出的宇宙属性，比如空间的曲率和微波背景的特点，和今天的实际观测结果是一致的。

事实上，还有不少理论也主张微型原初黑洞就是暗物质。新理论的独特之处是，它认为原初黑洞形成于宇宙大爆炸之前，而不是暴涨期间。不过要证明研究人员所言不虚，也只有等未来更灵敏的引力波探测器投入使用了。

参考
Primordial black holes and induced gravitational waves in non-singular matter bouncing cosmology
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2024/06/066