一项由朴茨茅斯大学与巴塞罗那空间科学研究所合作开展的研究，向宇宙起源的传统认知发起了挑战。长久以来，大爆炸理论一直占据着宇宙学研究的主导地位，该理论认为宇宙起源于一个极热、极密的单一时刻，随后经历了数十亿年的膨胀与星系形成。然而，这项新研究提出了一个截然不同的观点：宇宙或许并非始于一次大爆炸，而是经历了一次从收缩到膨胀的“反弹”。
在标准的大爆炸模型中，空间和时间诞生于一个被称为奇点的状态，此时密度无穷大，已知的物理定律失效。但许多物理学家认为，这恰恰表明当前理论无法完整描述宇宙的最初时刻。为此，研究人员提出了弹跳宇宙学模型，认为宇宙最初是一片巨大的云，先经历收缩阶段，在达到极高但有限的密度后发生反弹，进而进入膨胀阶段。
该研究的主要作者恩里克·加斯塔尼亚加教授指出，奇点的存在往往意味着理论描述的极限，而反弹则提供了一种无需引入奇异物理的宇宙过渡方式。这一模型不仅挑战了传统认知，还为解释宇宙学中的多个谜团提供了新的思路。
根据新模型，宇宙中的一些古老天体，尤其是黑洞，可能在大爆炸之前就已存在，并在反弹过程中幸存下来。研究人员认为，部分黑洞可能在反弹前的收缩阶段形成，并在宇宙膨胀后继续影响星系的结构与演化。另一些黑洞则可能在反弹后不久，由于早期宇宙中密度涨落产生的物质团块坍缩而形成。
这一理论还试图解释宇宙暴胀、暗能量与暗物质等长期困扰科学界的难题。在极高密度下，量子效应会产生压力，阻止物质被无限压缩。研究人员推测，这种量子压力可能在整个宇宙尺度上发挥作用，在收缩阶段阻止坍缩并引发新的膨胀，从而重现暴胀现象。同时，这一机制也可能为当今宇宙加速膨胀的现象提供解释，该现象通常被归因于暗能量。
一个引人注目的预测是，收缩阶段形成的一些结构可能在反弹过程中幸存下来，包括引力波、密度涨落和古老的黑洞。研究人员特别指出，直径大于约90米的致密天体能够穿越这一过渡阶段，成为膨胀宇宙中的遗迹。这些幸存的黑洞可能与暗物质密切相关，如果反弹过程中形成了足够多的黑洞，它们甚至可能解释暗物质的全部或大部分。
新模型还为解释詹姆斯·韦布空间望远镜近期观测到的年轻宇宙中的大质量天体提供了线索。这些被天文学家称为“小红点”的天体，被认为与宇宙历史中异常早出现的快速增长黑洞有关。加斯塔尼亚加教授表示，如果反弹后立即存在大质量黑洞，早期宇宙在形成第一批星系时就不必从零开始。
为了验证这一理论，研究人员提出了多种观测方法，包括搜索早期宇宙时代遗留的引力波，或在宇宙微波背景中寻找保留了大爆炸前条件证据的微妙特征。尽管验证这些想法仍需大量工作，但新模型为宇宙学研究开辟了新的方向，暗示着如今塑造星系的暗结构可能是大爆炸之前某个宇宙纪元的残余。
