四维宇宙中的黑洞

          黑洞是一片连光线都无法逃脱的空间区域，而光速是任何形式的物质可以达到的速度上限，因此任何物质只要跨过了黑洞的边界——一个被称为事件视界(event horizon)的二维面，便有去无回。

　　在黑洞的奇点处，已知的物理规律也同样不再适用。与大爆炸不同的是，黑洞的奇点被视界包围着。视界的作用就像是一层坚固的包装纸，防止任何奇点信息泄露出去。黑洞的视界挡住了黑洞外部的观察者，使他们无法观察到奇点的那些不可思议的性质，因此我们能够用熟悉的物理定律来描述和预测我们所能观测到的世界。黑洞具有简单、光滑、均匀的时空结构，因此仅仅用质量、角动量以及电荷就可以充分描述了。

　　与黑洞中的奇点相反，大家普遍认为，大爆炸的奇点没有事件视界。我们的理论正是提供了这样一个方法，在这个理论中，宇宙大爆炸其实是一个幻景。我们的理论可以将大爆炸的奇点包裹起来，正如事件视界将黑洞奇点包裹起来一样。这样我们就避开了可怕的大爆炸奇点。

        与普通的事件视界相比，大爆炸奇点的“隐身斗篷”有一个关键的不同之处。因为我们感知到的这个宇宙有3个空间维度，因此遮蔽宇宙大爆炸中心奇点的东西也应该是三维的，而不应该像视界一样是二维的。黑洞的二维事件视界是三维空间的恒星塌缩产生的，那我们也可以做出这样一种假设：遮蔽大爆炸奇点的三维事件视界，就应该是四维宇宙里的恒星塌缩产生的了。

　　额外维理论要求空间维数超过直观的三维，这一想法的提出时间，几乎与广义相对论一样久远。最近，科学家利用额外维的思想建立了所谓膜世界(brane worlds)的宇宙学理论。

　　膜世界理论的基本思想是，我们的三维宇宙是一个子宇宙，它嵌在一个更大的四维(甚至更高维)空间中。这个三维宇宙被称为膜(brane)，它所嵌入的大宇宙被称为体(bulk)。我们所知的所有物质和能量形式都束缚在这个三维膜之上，如同电影投影到银幕上——就像柏拉图寓言中，洞穴中的囚徒认为，墙壁上的投影就是真实世界。但引力例外，它能渗透到更高维的“体”之中。