英国朴茨茅斯大学与巴塞罗那空间科学研究所的恩里克·加斯塔尼亚加教授的新研究表明，部分黑洞形成于大爆炸之前，并在宇宙“反弹”中幸存下来，这可能解释暗物质、引力波背景，以及超大质量黑洞和星系的早期演化。

宇宙学家加斯塔尼亚加指出，近一个世纪以来，人们将宇宙历史追溯至大爆炸这一剧烈时刻。标准模型认为，约138亿年前，时空从极端炽热致密的状态中诞生，随后宇宙经历数十亿年膨胀与星系形成。该模型成功解释了宇宙微波背景辐射（CMB）——早期宇宙残留的微弱辐射，也准确预测了星系在浩瀚宇宙中的分布规律。

但物理学中一些核心谜团仍未解决：大爆炸的触发因素是什么？宇宙为何以特殊状态开端？短暂快速膨胀的暴胀由何引起？暗物质（比普通物质重约5倍）究竟是什么？研究探索了一种可能：宇宙并非始于单一的大爆炸，而是源于模拟暴胀的宇宙反弹，部分宇宙最古老天体或为反弹前的遗迹。

部分黑洞可能形成于更早的宇宙阶段，在反弹中幸存后，仍能影响数十亿年后的星系结构；另一些则可能在反弹后不久，由放大的密度涨落形成——早期宇宙物质分布不均，密度更强的团块在自身引力下更易坍缩，促使大尺度结构和黑洞更早形成。

在爱因斯坦广义相对论中，大爆炸对应奇点——密度无限大、已知物理定律失效的点。许多物理学家认为这意味着当前对宇宙极早期的描述不完整。一种替代理论是“反弹宇宙学”：宇宙源于巨大云团，先收缩再反弹膨胀，不会坍缩为无限奇点，而是达到极高但有限密度后反向运动。

加斯塔尼亚加表示，奇点往往意味着理论描述达到极限，反弹为宇宙从收缩过渡到膨胀提供了无需新奇异物理的路径。科学家认为，反弹可能源于量子物理：极高密度下，量子效应产生强大压力，阻止物质无限压缩——这一现象已能稳定白矮星、中子星等致密天体，并再现暴胀阶段。

新模型中，宇宙收缩时，量子压力可阻止坍缩并触发反弹膨胀。反弹可能解释两大宇宙学谜团：其一，为何早期宇宙能快速、均匀地向各方向膨胀；其二，为何宇宙当前膨胀在加速（目前归因于未知的暗能量）。

一个显著推论是，收缩阶段形成的部分结构可能在反弹中幸存——新计算显示，尺寸大于约90米的致密天体可穿过过渡阶段，以反弹前遗迹的形式出现在膨胀宇宙中，可能的遗迹包括引力波、密度涨落和古老黑洞。

这些遗迹黑洞可能解释暗物质：若反弹中形成大量黑洞，它们可能构成暗物质的重要部分（甚至全部）。该理论还可能解释詹姆斯·韦布空间望远镜的最新发现——早期宇宙中存在意外巨大的天体（俗称“小红点”），许多天文学家认为这些天体与大爆炸后不久快速生长的黑洞有关。

加斯塔尼亚加称，若反弹后立即存在大量黑洞，早期宇宙构建首批星系时无需从零开始。该理论还做出可通过未来观测验证的预测：科学家可寻找前一宇宙阶段的遗迹引力波，或宇宙微波背景辐射中保留的大爆炸前宇宙痕迹。

加斯塔尼亚加指出，验证这些想法仍有大量工作要做，但如果宇宙确实经历过反弹，如今塑造星系的暗结构可能是大爆炸前宇宙纪元的遗迹。