新研究稱引力波探測(cè)器或許可揭示蟲洞的存在
物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)的時(shí)空漣漪或許有朝一日能揭示蟲洞的存在,而通過(guò)它們,人類或許就能前往另一個(gè)宇宙。盡管愛因斯坦早在1916年就預(yù)言了引力波的存在,但直到2016年,通過(guò)激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO),科學(xué)家才首次探測(cè)到了引力波,并揭示了黑洞碰撞的效應(yīng)。近日,一項(xiàng)新研究宣稱,近年來(lái)多個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)探測(cè)到的引力波信號(hào)可能不僅有黑洞碰撞的結(jié)果,也有可能部分來(lái)自蟲洞的碰撞。 研究人員提出了一種區(qū)分二者的方法,即監(jiān)測(cè)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(lái),但不久的將來(lái),新型引力波探測(cè)器或許有可能分辨出這些差異,從而為利用蟲洞實(shí)現(xiàn)星際旅行提供可能。 來(lái)自比利時(shí)荷語(yǔ)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(gè)模型,用于預(yù)測(cè)由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)蟲洞碰撞而產(chǎn)生的引力波如何被探測(cè)到。到目前為止,科學(xué)家觀測(cè)到的引力波在極短時(shí)間內(nèi)就會(huì)完全消失。造成這一現(xiàn)象的原因可能是引力波來(lái)源的黑洞存在著事件視界。 兩個(gè)黑洞碰撞融合的示意圖。研究人員稱,兩個(gè)旋轉(zhuǎn)蟲洞的碰撞也會(huì)引起類似的時(shí)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(huì)完全消失。相反的,信號(hào)中應(yīng)該會(huì)有持續(xù)一段時(shí)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(shí)空捷徑,一種非常長(zhǎng)的管道,能讓我們前往另一個(gè)宇宙,”研究者帕布羅·布埃諾(Pablo Bueno)在一份書面聲明中說(shuō),“而且它們也會(huì)旋轉(zhuǎn),能使它們產(chǎn)生的引力波發(fā)生變化! 長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)家通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)、理論模型和間接觀測(cè)來(lái)支持黑洞存在的理論,其中就包括激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)和室女座干涉儀(VIRGO)所探測(cè)到的引力波?茖W(xué)家認(rèn)為,這些引力波來(lái)源于遙遠(yuǎn)宇宙中黑洞的碰撞。然而,黑洞存在著一個(gè)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(jìn)入黑洞之后,就再也無(wú)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(yuǎn)被保存下來(lái),不會(huì)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(cè)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(huì)在LIGO和VIRGO記錄的引力波中留下印記!斑@兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)到的引力波信號(hào)最后一部分——稱為鈴振(ringdown)——與兩個(gè)黑洞碰撞的最后階段相吻合,”荷語(yǔ)天主教魯汶大學(xué)的帕布羅·卡努(Pablo Cano)補(bǔ)充道。 引力波被認(rèn)為是時(shí)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(hào)具有在短時(shí)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(huì)完全消失,”他繼續(xù)說(shuō)道,“相反,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,它們會(huì)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(píng)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(lái)進(jìn)行星際旅行。利用蟲洞來(lái)太空旅行的問題在于,它們本身非常不穩(wěn)定。當(dāng)一個(gè)粒子進(jìn)入蟲洞時(shí),它還會(huì)引起導(dǎo)致整個(gè)蟲洞結(jié)構(gòu)崩塌的擾動(dòng)。 不過(guò),一些研究宣稱,通過(guò)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(lái)人類或許在蟲洞中移動(dòng)數(shù)米,就能跨越數(shù)光年的距離,甚至進(jìn)入全新的宇宙。 什么是蟲洞? 時(shí)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(guò)時(shí)空結(jié)構(gòu)的扭曲,可以形成連接不同宇宙的捷徑。 |