環(huán)繞蟲洞的黑洞會(huì)發(fā)出奇怪的引力波

引力波探測(cè)器已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了神秘的黑洞。但接下來可能會(huì)出現(xiàn)更奇怪的東西：蟲洞。物理學(xué)家7月17日在arXiv.org上報(bào)告說，一個(gè)黑洞盤旋進(jìn)入蟲洞會(huì)在時(shí)空中產(chǎn)生一種奇怪的漣漪模式，LIGO和Virgo引力波天文臺(tái)可能能夠捕捉到這種漣漪。當(dāng)黑洞穿過蟲洞然后返回時(shí)，波浪會(huì)時(shí)斷時(shí)續(xù)地閃爍。

蟲洞是一種假想的物體，其中時(shí)空彎曲成一條隧道，連接遙遠(yuǎn)的宇宙地點(diǎn)或可能不同的宇宙(SN:8/5/13)。從外面看，蟲洞看起來類似于黑洞。但是，雖然落入黑洞的物體被困在那里，但落入蟲洞的物體可以穿過蟲洞到達(dá)另一側(cè)。

目前還沒有發(fā)現(xiàn)蟲洞存在的證據(jù)。納什維爾范德比爾特大學(xué)的物理學(xué)家WilliamGabella說：“這些肯定是推測(cè)性的，大寫S。”但如果它們確實(shí)存在，研究人員就有機(jī)會(huì)通過引力波探測(cè)蟲洞。

加貝拉和他的同事們考慮了一個(gè)質(zhì)量是太陽質(zhì)量五倍的黑洞，它圍繞著一個(gè)距離地球約16億光年的蟲洞運(yùn)行。研究人員計(jì)算出，當(dāng)黑洞圍繞蟲洞擺動(dòng)時(shí)，它會(huì)開始向內(nèi)盤旋，就好像它在繞著另一個(gè)黑洞旋轉(zhuǎn)一樣。起初，由此產(chǎn)生的引力波看起來像是兩個(gè)黑洞的標(biāo)準(zhǔn)特征，一種頻率隨時(shí)間增加的波模式，稱為啁啾。

但當(dāng)它到達(dá)蟲洞的中心，即所謂的“喉嚨”時(shí)，黑洞就會(huì)穿過。研究人員考慮了如果黑洞出現(xiàn)在遙遠(yuǎn)的領(lǐng)域(例如另一個(gè)宇宙)中會(huì)發(fā)生什么。那樣的話，第一宇宙的引力波就會(huì)突然消失。在第二宇宙中，黑洞會(huì)先向外噴射，然后再盤旋返回。然后，它會(huì)通過蟲洞回到第一宇宙。

當(dāng)黑洞返回時(shí)，它最初會(huì)從蟲洞中向外旋轉(zhuǎn)，可能會(huì)產(chǎn)生“反啁啾”，一種與啁啾相反的引力波模式，然后以唧唧聲返回。黑洞將繼續(xù)在兩個(gè)宇宙之間彈跳，引起反復(fù)的引力波爆發(fā)，但又不時(shí)間斷。一旦黑洞因引力波損失了足夠的能量，它的旅程就會(huì)在它停在蟲洞的喉嚨里時(shí)結(jié)束。

紐約布法羅大學(xué)的物理學(xué)家DejanStojkovic說：“你不能用兩個(gè)黑洞重現(xiàn)它，所以這是蟲洞的明確信號(hào)。”他沒有參與這項(xiàng)研究。海浪“應(yīng)該像拇指酸痛一樣伸出來，”他說。

根據(jù)廣義相對(duì)論，將引力描述為時(shí)空彎曲的結(jié)果，蟲洞是可能存在的。但實(shí)際上探測(cè)到一個(gè)就意味著存在一種物理學(xué)家不了解的奇怪物質(zhì)。這是因?yàn)樾枰环N負(fù)質(zhì)量的物質(zhì)來撐開蟲洞的喉嚨以防止它坍塌，而目前還沒有一種已知的材料符合要求。

位于美國的先進(jìn)LIGO(激光干涉引力波天文臺(tái))和意大利的先進(jìn)Virgo探測(cè)來自黑洞或稱為中子星的致密恒星尸體的漣漪。這些巨大的物體在合并之前圍繞彼此運(yùn)行。

科學(xué)家們現(xiàn)在擅長發(fā)現(xiàn)此類合并，自2015年以來已經(jīng)確認(rèn)了十幾起，還有更多等待確認(rèn)。但在某些時(shí)候，物理學(xué)家將需要開始關(guān)注更多不尋常的可能性，葡萄牙里斯本高級(jí)技術(shù)學(xué)院的物理學(xué)家VítorCardoso說。“我們需要尋找奇怪但令人興奮的信號(hào)。”

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