據報道,蟲洞是一種理論上能夠連接遙遠時空點的通道。它往往被描繪成一根狹窄的管道,兩端各連著一個張開大口的“引力井”。但蟲洞究竟是個什么形狀,我們一直不得而知。
蟲洞往往被描繪成一根狹窄的管道,但一名俄羅斯物理學家近日提出了一種測繪對稱蟲洞形狀的方法。盡管蟲洞的存在尚未被證實,但一名俄羅斯物理學家近日以蟲洞對光線和引力的影響為基礎,提出了一種測繪對稱蟲洞形狀的方法。
從理論上來說,可穿透蟲洞(或者說時空中的四維通道)的作用原理可能是這樣的:在蟲洞一端,黑洞的強大引力會將物質吸入其中;物質通過管道到達另一端的“白洞”,然后被白洞吐出。此時該物質與它的原始時空位置已經相距極遠。
不過,科學家們雖然在宇宙中觀察到過黑洞存在的證據,卻從未找到過白洞的蹤影。
因此,盡管愛因斯坦廣義相對論并未否認蟲洞的存在,但蟲洞(以及星際旅行的可能性)至今未獲證實。
此次發表的新研究指出,蟲洞有一項可被間接觀察到的性質,即蟲洞附近的光線會發生紅移。(紅移是指,隨著光線遠離某個天體,光波頻率會逐漸降低,即向光譜上的紅光部分偏移,故稱紅移。)
該研究作者、俄羅斯人民友誼大學引力與宇宙學研究所副教授羅曼·科諾普利亞(Roman Konoplya)指出,如果我們知道了某個潛在蟲洞周圍的光線的紅移規律,就能通過引力波頻率判斷出該對稱蟲洞的形狀。
科諾普利亞表示,研究人員通常會反其道而行之:通過已知天體形狀計算光線和引力的行為規律。
麻省理工學院物理學院講師喬里恩·布魯姆菲爾德(Jolyon Bloomfield)表示,我們可以這樣理解該方法的思路:擊鼓時,我們可以通過鼓面振動產生的聲波推斷出鼓的形狀。
“不同的聲音頻率對應著不同的振動模式,”布魯姆菲爾德介紹道。此外,振動的峰和谷會隨著時間逐漸減緩,體現出不同振動模式對應的“衰減規律”。這兩項信息加在一起,就可以幫助我們確定鼓的形狀了。
自2015年激光干涉引力波天文臺(LIGO)上線以來,科學家便擁有了測量引力波的技術。如今研究人員希望能對LIGO的測量進行微調,因為數據精確度越高,就越能幫助科學家判斷宇宙中是否存在一些奇異物質,如并非由普通原子粒子構成的物質。布魯姆菲爾德表示,這些物質或許能為蟲洞這樣的天體提供支持。
但就目前而言,蟲洞還僅存在于理論之中,因此科諾普利亞表示,自己的等式并不代表任何實際測算結果。他還指出,LIGO等探測器只能測量單個引力波頻率,但要判斷蟲洞的形狀,必須要多個頻率才行。
“要研究如此復雜的事物,我們不可能從如此貧乏的數據中提取到足夠的信息。”科諾普利亞表示。他指出,未來的研究也許能更詳細地揭露蟲洞的形狀和性質。
他還補充道:“我們的研究結果也可以應用在旋轉蟲洞上,只要它們足夠對稱就行。”
本文標題:蟲洞是什么形狀的?理論上是能夠連接遙遠時空點的通道!
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