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围绕虫洞运行的黑洞可能会发出奇怪的引力波

时间:2020-08-03 00:45:10 来源:网络

资料来源:新浪科技新闻

7月31日,北京时间,在一项新的研究中,科学家们分析了激光干涉重力波观测台(LIGO)和室女座干涉仪的数据,并提出了时空隧道可能出现在宇宙中的假设。

引力波探测器帮助天文学家发现了神秘的黑洞,下一次重大发现可能更离奇,这也是我们在科幻小说中经常看到的概念:虫洞。

美国物理学家阿西夫在7月17日发表的一篇论文中说,当黑洞螺旋进入虫洞时,它会在时间和空间上产生奇怪的涟漪,这可能是LIGO和处女座干涉仪捕捉到的。当黑洞通过虫洞后再次出现时,这些波可能会闪烁。

虫洞是穿越时间和空间的隧道,连接着宇宙的不同部分(概念图)

虫洞是一种假设的天体,在这个天体中时间和空间的弯曲可以作为一条通道,连接到远离宇宙的地方,或者可能存在不同的宇宙。从外部看,虫洞似乎与黑洞相似。然而,当一个物体掉进黑洞时,它就被困在里面,而掉进虫洞的物体可以穿过虫洞到达另一端。

没有证据表明虫洞存在。美国范德比尔特大学(VanderbiltUniversity)的物理学家威廉·加布里埃尔(WilliamGabriel)说:这些只是猜测。但如果虫洞确实存在,研究人员可能会通过引力波探测到这些奇怪的物体。

加布里埃尔和他的同事们设想的黑洞是太阳质量的五倍,围绕着离地球16亿光年的虫洞运转。据研究人员说,当黑洞围绕虫洞旋转时,它开始向内盘旋,就好像它在绕另一个黑洞旋转一样。起初,这种螺旋运动产生的引力波看起来像两个黑洞相互移动的标准特征,它们也是一种随时间增加频率的波模式,称为啁啾(Chirp)。

然而,当黑洞到达虫洞的中心,即所谓的喉部时,黑洞就会通过它。研究人员想,如果黑洞出现在宇宙的一个遥远区域,或者在另一个宇宙。在这种情况下,第一个宇宙中的引力波突然消失,而在第二个宇宙中,黑洞向外发射,然后悬浮回来。然后黑洞将通过虫洞返回到第一个宇宙。

当黑洞返回时,它最初会螺旋地从虫洞移动,可能会产生一个反啁啾信号,这是一种与啁啾相反的引力波模式,然后转化为啁啾信号。黑洞继续在两个宇宙之间跳跃,导致不断爆发的引力波,其间不时会发生沉默。一旦一个黑洞由于引力波失去足够的能量,它的穿行将在虫洞的咽喉处结束。

你不能在两个黑洞中再现这种现象,所以这是一个清晰的虫洞信号,纽约州立大学布法罗分校(StateUniversityOfNewYorkAtBuffalo)的物理学家德扬·斯托伊科维奇(DejanStojkovic)说,他没有参与这项研究。

根据广义相对论,引力是时间和空间曲率的结果,虫洞是有可能的。然而,如果真正探测到这样的虫洞,就意味着存在物理学家无法理解的奇怪物质。这是因为需要一种负质量物质来保持虫洞喉张开,以防止它塌陷。目前,还没有任何已知物质符合这一要求。

美国激光干涉引力波观测台(LIGO)和意大利先进的室女座探测器(Advancedvirgo)都能探测黑洞或中子星的引力波,而这些巨大的天体在合并之前都围绕着彼此旋转。

葡萄牙里斯本大学高级技术研究所(InstituteOfAdvancedTechnology)的物理学家维托·卡多佐(VitoCardozzo)表示:有了这些敏感的引力波探针,科学家们现在很擅长发现这种合并。自2015年以来,已有十多人被证实,还有更多人在等待确认。不过,物理学家们需要开始关注一些更不寻常的可能性。我们需要寻找奇怪但令人兴奋的信号,葡萄牙里斯本大学高级技术研究所(InstituteOfAdvancedTechnology)的物理学家维托·卡多佐(VitoCardozzo)说。