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新研究稱引力波探測器或許可揭示蟲洞的存在 研究人員提出了一種區(qū)分二者的方法，即監(jiān)測蟲洞特征性回聲的存在。盡管目前技術(shù)的靈敏度還不足以從引力波讀數(shù)中將這些變化提取出來，但不久的將來，新型引力波探測器或許有可能分辨出這些差異，從而為利用蟲洞實現(xiàn)星際旅行提供可能。 來自比利時荷語天主教魯汶大學(xué)和西班牙馬德里大學(xué)的研究人員創(chuàng)建了一個模型，用于預(yù)測由兩個旋轉(zhuǎn)蟲洞碰撞而產(chǎn)生的引力波如何被探測到。到目前為止，科學(xué)家觀測到的引力波在極短時間內(nèi)就會完全消失。造成這一現(xiàn)象的原因可能是引力波來源的黑洞存在著事件視界。  兩個黑洞碰撞融合的示意圖。研究人員稱，兩個旋轉(zhuǎn)蟲洞的碰撞也會引起類似的時空變形。 但是，如果這種事件視界并不存在，就像蟲洞中的情況一樣，那這些振蕩就不會完全消失。相反的，信號中應(yīng)該會有持續(xù)一段時間的回聲，而這些回聲直到現(xiàn)在可能都還未被注意到。 “蟲洞不具有事件視界，而是作為一種可以穿越的時空捷徑，一種非常長的管道，能讓我們前往另一個宇宙，”研究者帕布羅·布埃諾（Pablo Bueno）在一份書面聲明中說，“而且它們也會旋轉(zhuǎn)，能使它們產(chǎn)生的引力波發(fā)生變化�！� 長期以來，科學(xué)家通過大量實驗、理論模型和間接觀測來支持黑洞存在的理論，其中就包括激光干涉引力波天文臺（LIGO）和室女座干涉儀（VIRGO）所探測到的引力波�？茖W(xué)家認(rèn)為，這些引力波來源于遙遠宇宙中黑洞的碰撞。然而，黑洞存在著一個問題，它們的邊緣被稱為事件視界（event horizon），包括物質(zhì)、輻射或其他任何東西進入黑洞之后，就再也無法逃脫。事件視界的存在與量子力學(xué)的規(guī)律相沖突。根據(jù)量子力學(xué)，信息將永遠被保存下來，不會被消滅。 處理這一沖突的理論方法之一，就是探索這樣一種可能性：我們觀測到的“黑洞”是否就是以往理論中所描述的黑洞。它們可能是某種奇特致密天體（exotic compact objects， ECOs），比如蟲洞、絨毛球（fuzzball）、墳?zāi)剐牵╣ravastar）和玻色子星（boson star）等。 由于蟲洞不具有事件視界，因此可能會在LIGO和VIRGO記錄的引力波中留下印記�！斑@兩個探測器探測到的引力波信號最后一部分——稱為鈴振（ringdown）——與兩個黑洞碰撞的最后階段相吻合，”荷語天主教魯汶大學(xué)的帕布羅·卡努（Pablo Cano）補充道。  引力波被認(rèn)為是時空的漣漪，可以由黑洞碰撞或星系融合而產(chǎn)生。 “由于事件視界的存在，這些信號具有在短時間內(nèi)完全消失的特征。但是，如果沒有事件視界，這些振蕩就會完全消失，”他繼續(xù)說道，“相反，經(jīng)過一段時間后，它們會產(chǎn)生一系列‘回聲’，類似于井中聲音的情況�！痹撗芯康耐暾Y(jié)果發(fā)表在近期的《物理評論D》（Physical Review D）雜志上。 天文學(xué)家認(rèn)為，人類有一天或許能利用蟲洞來進行星際旅行。利用蟲洞來太空旅行的問題在于，它們本身非常不穩(wěn)定。當(dāng)一個粒子進入蟲洞時，它還會引起導(dǎo)致整個蟲洞結(jié)構(gòu)崩塌的擾動。 不過，一些研究宣稱，通過這些理論上的捷徑是可能的，前提是借助一些極端的力量。未來人類或許在蟲洞中移動數(shù)米，就能跨越數(shù)光年的距離，甚至進入全新的宇宙。 什么是蟲洞？ 時空可以扭曲和變形，但這需要大量的物質(zhì)和能量。就蟲洞而言，通過時空結(jié)構(gòu)的扭曲，可以形成連接不同宇宙的捷徑。  激光干涉引力波天文臺（LIGO）由兩個幾乎完全相同的干涉儀組成，通過長達4千米的干涉臂來探測波幅極其微小的引力波。 想象在紙上畫出兩個標(biāo)記，代表時空中的兩個點。用直線將這兩個點連接起來，代表它們在正常時空中的距離。如果把這張紙彎曲——相當(dāng)于時空的扭曲——使兩個點重疊，然后用鉛筆戳穿，便為兩個點連接提供了距離更短的方式。蟲洞連接不同時空的方式就與此類似。 天文學(xué)家認(rèn)為，人類有一天或許能利用蟲洞來進行星際旅行。利用蟲洞來太空旅行的問題在于，它們本身非常不穩(wěn)定。當(dāng)一個粒子進入蟲洞時，它還會引起導(dǎo)致整個蟲洞結(jié)構(gòu)崩塌的擾動。不過，一些研究宣稱，通過這些理論上的捷徑是可能的，前提是借助一些極端的力量。 什么是黑洞？ 黑洞的密度極大，引力極強，以至于任何形式的輻射都無法掙脫——包括光在內(nèi)。它們是強大的引力源，能吸收周圍的塵埃和氣體。科學(xué)家認(rèn)為，星系中的恒星正是圍繞著黑洞運轉(zhuǎn)。 科學(xué)家對黑洞形成的確切過程仍然知之甚少。它們可能來源于巨大的氣體云。比太陽大10萬倍的氣體云塌縮之后，便形成了黑洞。許多這樣的黑洞碰撞、融合，形成更大的超大質(zhì)量黑洞。在所有已知的大型星系中央，都存在這樣的超大質(zhì)量黑洞。 超大質(zhì)量黑洞還可能來自巨大的恒星，其質(zhì)量約為太陽的100倍。當(dāng)這些恒星的燃料耗盡之后會逐漸塌縮，并最終形成黑洞。大型恒星死亡之后還可能經(jīng)歷超新星爆發(fā)。這種爆發(fā)極其明亮，能將恒星外層的物質(zhì)拋散到太空深處。 |
