我們先了解蟲洞與黑洞的簡單概念
蟲洞的形狀就像一個「漏鬥」
蟲洞的形狀就像一個「沙漏」,逐漸變細並連接著「喉嚨」部分,「喉嚨」部分同樣連接著通往另一端的「漏鬥」。
黑洞的形狀雖然看起來也很像漏鬥,卻在奇點處戛然而止。
蟲洞是連接兩個不同區域的時空隧道。如果成功製造穩定的蟲洞,便可以從時空隧道的一端穿越到另一端,實現穿越時空。如果未來我們能夠發現蟲洞並且找到合理的方式利用蟲洞,就有很大的可能實現時空旅行。
愛因斯坦提出廣義相對論預言了黑洞的存在。這是一種體積極小而質量極大的天體,引力非常強,以至於周圍一定區域內連光也無法逃逸,這一區域被稱為「事件視界」。黑洞不會帶你通往「哪個地方」,而是貪婪地吞噬萬物。
天文學家認為,他們可能能夠利用時空中的引力波來探測落入蟲洞的黑洞,但前提是蟲洞確實存在並且這種情況曾經發生過。
根據愛因斯坦的觀點,他在1916年首次預測了引力波的存在,引力來自於質量扭曲時空的方式。當兩個或多個物體在引力場中移動時,它們會產生引力波,它們以光速傳播,並沿時空拉伸和壓縮時空。
引力波非常弱,因此很難檢測到,甚至愛因斯坦也不確定它們是否真的存在以及是否會被發現。經過數十年的研究,科學家報告了 2016年使用雷射幹涉儀重力波天文臺(LIGO)探測到的重力波的直接證據。
黑洞與蟲洞
蟲洞是時空的隧道,從理論上講,它可以使它在時空的任何地方傳播,甚至進入另一個宇宙。愛因斯坦的廣義相對論允許出現蟲洞,儘管它們是否確實存在是另一回事。
理論上,所有蟲洞都是不穩定的,它們打開後即會關閉。保持它們開放和可遍歷的唯一方法是使用一種具有「負質量」的奇異物質。這種奇特的物質具有奇異的性質,包括從標準引力場飛走而不是像普通物質那樣向其墜落。沒有人知道這種外來物質是否確實存在。
蟲洞類似於黑洞。兩種類型的物體都非常密集,並且對於其大小的物體具有強大的引力。主要區別在於,理論上,沒有物體可以在進入黑洞的事件視界後退出-這是逃離黑洞的引力所需的速度超過光速的域值,而任何進入蟲洞的物體理論上都可以逆轉航向。
假設可能存在蟲洞,科學家研究了黑洞繞蟲洞繞行時產生的重力信號,研究人員還探索了當黑洞進入蟲洞的一個嘴,從蟲洞的另一個嘴出來並進入時空的另一端,然後(假設黑洞和蟲洞在重力上相互綁定)回落時會發生什麼情況進入蟲洞並從另一側出來。
研究人員分析了黑洞的質量(太陽質量的五倍)與穩定的可遍歷蟲洞(太陽質量的200倍,喉部的寬度是黑洞的60倍)之間的相互作用。這些表明,當黑洞進入和離開蟲洞時,將出現重力信號,與迄今為止所見不同。
當兩個黑洞彼此螺旋地靠近時,它們的軌道速度會增加。如果一個黑洞盤旋到蟲洞中,就像兩個黑洞相遇,但是當黑洞的大部分引力波輻射到蟲洞的另一側時,來自黑洞的重力信號就會迅速消失。(相反,當兩個黑洞相撞時,結果是巨大的引力波爆發。)
只要蟲洞的質量大於遇到的任何黑洞,它就應保持穩定。如果蟲洞遇到較大的黑洞,則黑洞可能會破壞蟲洞的異物,足以破壞蟲洞的穩定性,導致蟲洞坍塌並可能形成新的黑洞。