新研究:引力波探測器能揭示蟲洞存在 開啟新宇宙

物理學家發現的時空漣漪或許有朝一日能揭示蟲洞的存在，而通過它們，人類或許就能前往另一個宇宙。儘管愛因斯坦早在1916年就預言了引力波的存在，但直到2016年，通過雷射幹涉引力波天文臺，科學家才首次探測到了引力波，並揭示了黑洞碰撞的效應。近日，一項新研究宣稱，近年來多個科學團隊探測到的引力波信號可能不僅有黑洞碰撞的結果，也有可能部分來自蟲洞的碰撞。

研究人員提出了一種區分二者的方法，即監測蟲洞特徵性回聲的存在。儘管目前技術的靈敏度還不足以從引力波讀數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星際旅行提供可能。

來自比利時荷語天主教魯汶大學和西班牙馬德裡大學的研究人員創建了一個模型，用於預測由兩個旋轉蟲洞碰撞而產生的引力波如何被探測到。到目前為止，科學家觀測到的引力波在極短時間內就會完全消失。造成這一現象的原因可能是引力波來源的黑洞存在著事件視界。

但是，如果這種事件視界並不存在，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，信號中應該會有持續一段時間的回聲，而這些回聲直到現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·布埃諾在一份書面聲明中說，「而且它們也會旋轉，能使它們產生的引力波發生變化。」

長期以來，科學家通過大量實驗、理論模型和間接觀測來支持黑洞存在的理論，其中就包括雷射幹涉引力波天文臺和室女座幹涉儀所探測到的引力波。科學家認為，這些引力波來源於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，包括物質、輻射或其他任何東西進入黑洞之後，就再也無法逃脫。事件視界的存在與量子力學的規律相衝突。根據量子力學，信息將永遠被保存下來，不會被消滅。

處理這一衝突的理論方法之一，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緻密天體，比如蟲洞、絨毛球、墳墓星和玻色子星等。

由於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。「這兩個探測器探測到的引力波信號最後一部分——稱為鈴振——與兩個黑洞碰撞的最後階段相吻合，」荷語天主教魯汶大學的帕布羅·卡努補充道。

「由於事件視界的存在，這些信號具有在短時間內完全消失的特徵。但是，如果沒有事件視界，這些振蕩就會完全消失，」他繼續說道，「相反，經過一段時間後，它們會產生一系列『回聲』，類似於井中聲音的情況。」該研究的完整結果發表在近期的《物理評論D》雜誌上。

天文學家認為，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於，它們本身非常不穩定。當一個粒子進入蟲洞時，它還會引起導致整個蟲洞結構崩塌的擾動。不過，一些研究宣稱，通過這些理論上的捷徑是可能的，前提是藉助一些極端的力量。未來人類或許在蟲洞中移動數米，就能跨越數光年的距離，甚至進入全新的宇宙。

什麼是蟲洞？

時空可以扭曲和變形，但這需要大量的物質和能量。就蟲洞而言，通過時空結構的扭曲，可以形成連接不同宇宙的捷徑。想像在紙上畫出兩個標記，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——相當於時空的扭曲——使兩個點重疊，然後用鉛筆戳穿，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。

天文學家認為，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於，它們本身非常不穩定。當一個粒子進入蟲洞時，它還會引起導致整個蟲洞結構崩塌的擾動。不過，一些研究宣稱，通過這些理論上的捷徑是可能的，前提是藉助一些極端的力量。

什麼是黑洞？

黑洞的密度極大，引力極強，以至於任何形式的輻射都無法掙脫——包括光在內。它們是強大的引力源，能吸收周圍的塵埃和氣體。科學家認為，星系中的恆星正是圍繞著黑洞運轉。

科學家對黑洞形成的確切過程仍然知之甚少。它們可能來源於巨大的氣體雲。比太陽大10萬倍的氣體雲塌縮之後，便形成了黑洞。許多這樣的黑洞碰撞、融合，形成更大的超大質量黑洞。在所有已知的大型星系中央，都存在這樣的超大質量黑洞。

超大質量黑洞還可能來自巨大的恆星，其質量約為太陽的100倍。當這些恆星的燃料耗盡之後會逐漸塌縮，並最終形成黑洞。大型恆星死亡之後還可能經歷超新星爆發。這種爆發極其明亮，能將恆星外層的物質拋散到太空深處。