私たちの宇宙は巨大ブラックホールの中で「跳ね返り爆発」で生まれた

標準宇宙論の欠けたパズル

夜、空を見上げると、星々はきれいに散らばり、どこまでも平らな布のように広がっているように見えます。

望遠鏡を向ければ、銀河どうしがつくる泡状の巨大構造や、天の川のなめらかな帯まで、じつに秩序正しく並んでいることがわかります。

──では、なぜ宇宙はここまで「平坦で、滑らかで、しかも広い」のでしょうか。

この謎に答えるため、現代の宇宙論は長らく「標準宇宙論モデル」と呼ばれる設計図を採用してきました。

そこでは、ビッグバンで火ぶたを切った宇宙が、誕生直後にインフレーションと呼ばれる超高速の“瞬間膨張”を起こし、さらに現在は正体不明のダークエネルギーによって再び加速している──という三段構えのシナリオが描かれています。

（※宇宙背景放射（CMB）を根拠にしたビッグバンよりインフレーションのほうが早かったという解説もあり得ますが、ここではビッグバン＝全ての始まりとなる高密度の点とし、全てがそこから始まったとします）

この従来型の標準宇宙論モデル（ビッグバン＋インフレーション＋ダークエネルギー）は、宇宙の歴史や大規模構造を非常に良く説明しています。

しかしこのモデルには、いくつか解決されていない根本的な問題があります。

第一に、ビッグバン理論は宇宙の始まりを無限の密度の一点（特異点）に置きますが、そのような特異点では密度が無限大となり、一般相対性理論が適用できないため、従来の理論では説明が困難となっています。

つまり宇宙を物理的に説明するはずの標準宇宙論が、物理的にあり得ない状態を始点にするという皮肉な状態に陥っているのです。

この点においてポーツマス大学のエンリケ・ガスタニャーガ教授も「ビッグバンモデルでは宇宙の始まりを無限の密度の点から始めており、その点では物理法則が崩壊してしまいます。これは宇宙の始まりを我々が十分理解できていないことを示す深刻な理論上の課題です」と指摘しています。

また、宇宙初期の急激な膨張を説明するためにインフレーションという仮説を導入し、現在の加速膨張にはダークエネルギーという成分を想定してきました。

しかしこれらは直接観測されたことがなく、「なぜ宇宙はこのように始まったのか」「なぜ非常に平坦で滑らかで広大なのか」といった基本的な疑問も依然残されたままでした。

つまり標準宇宙論モデルを成立させるためには「存在したらいいな…」という推測上の要素を取り入れざりを得ないわけです。

極論すれば、現代の標準宇宙論モデルは物理学的にあり得ない始点（ビッグバン）を想定するだけでなく推測上の存在でしかない要素（ダークエネルギーなど）を取り入れることによって、成り立っていると言えるでしょう。

こうした課題に対し、今回の研究チームは発想を転換し「外側ではなく内側から」宇宙の始まりを考察しました。

つまり、この宇宙が出現する前にはある種のブラックホールのような存在があり、その内部の過度に密度の高い物質の塊が重力で崩壊し「そして反発するように爆発したから現代の宇宙が誕生したのでは？」という視点から問題に取り組んだのです。