當蟲洞遇上黑洞,故事將會如何發展?

當黑洞掉進蟲洞會發生什麼？一種新的發現方法。如果蟲洞存在，他們會吞噬黑洞。一個新的研究表明，如果蟲洞存在，科學家也許在某一天發現黑洞掉入其中。

一個新研究表明，天文學家認為他們可以利用被稱為引力波的時空漣漪來檢測掉進蟲洞的黑洞，但前提是蟲洞確實存在並且這種設想曾經發生過。

愛因斯坦在1916年第一次預言引力波的存在，重力由大量扭曲空間和時間的方式所引起。當兩個或兩個以上物體在引力場中移動，他們會產生引力波以光速運行，延伸擠壓經過的時空。

引力波極其困難去勘測因為他們十分微弱，甚至愛因斯坦都不確定他們是否真實存在並且被發現。經過幾十年的研究，科學家在2016年報導了在雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)發現的第一個有關引力波的直接證據。

黑洞vs蟲洞

引力波天文臺偵察到超過20次巨大的碰撞在十分密集且大規模的物體之間發生例如黑洞與中子星。但是，理論上可能存在更多的外來物體，如蟲洞，他們之間的碰撞可能也會產生引力信號被科學家偵察到。

蟲洞是時空中的隧道，在理論上，可以允許在時空中的任何地方旅行，甚至進入另一個宇宙。愛因斯坦的廣義相對論允許蟲洞存在的可能性，儘管它們是否真實存在是另一件事。

原則上，所有蟲洞都是不穩定的，打開就瞬間關閉。使它們打開並且可以穿過的唯一方法是所謂的「負質量」物質的奇異形式。這種奇異物質有著奇怪的特性，包括從一個標準的引力場飛離而不是像普通物質一樣朝它墜落。無人知道這種奇特物質是否真實存在。

相關：形狀怪異的蟲洞也許比球形蟲洞更有效。在許多方面，蟲洞類似黑洞。兩種類型的物體密度都非常大，對它們這樣大小的物體有強大的引力牽引。主要的區別在於理論上沒有物體在進入黑洞邊界後出去—黑洞的引力牽引超過光速的臨界速度—然而任何進入蟲洞後的物體理論上能夠反向運動。

「雖然蟲洞至今仍只是一個推論，但我們也許能夠證實它存在、或至少可以令它更可信一事，已經是極好的。」研究的合著者，位於美國納什維爾、範德堡大學的物理學家威廉·加貝拉說道。

在這個情況，黑洞最終會停止進出蟲洞，並在蟲洞入口處安定下來。它們的結局將取決於蟲洞口上奇異物質的假想特性。其中一個可能是，黑洞大幅增加蟲洞的質量，而蟲洞未有足夠的奇異物質以保持自身的穩定性。加貝拉猜測，由此引起的時空破裂會引致黑洞的質量轉化成能量，並以重力波的形式散發出去。

只要一個蟲洞的質量比它遇上的任何一個黑洞大，理論上，它就可以一直保持穩定。加貝拉指出，若一個蟲洞遇上一個比自己大的黑洞，黑洞就有可能破壞蟲洞的奇異物質，令蟲洞變得不穩定，從而崩塌，形成一個新的黑洞。

然而，當一個黑洞剛好夾在蟲洞的邊緣（即一部分進入了蟲洞口而另一部分仍在外面），會發生什麼依然是一團迷。「我猜想黑洞事件視界會出現些瘋狂的反應，導致黑洞釋釋出更多重力波，並失去更多能量。」加貝拉說。這種碰撞亦有機會破壞蟲洞的奇異物質而令它不再穩定。

加貝拉講述，未來的研究可以著重探索蟲洞的奇異物質與進入蟲洞的普通物質之間的交互作用，以及更多複雜的情境，例如旋轉的蟲洞會引發什麼事。其他的研究方針可涵蓋重力波在上述情境如何與普通物質和奇異物質兩者互相影響，以及當黑洞環繞蟲洞轉動時可能出現的軌道等。

作者： Charles Q. Choi

FY：Astronomical volunteer team

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