走进科学
或许,满天都是虫洞,只不过我们错把它们当成了黑洞
摆弄爱因斯坦的广义相对论足够长的时间,不仅能找到宇宙时空背景里没有任何东西能跳出来的引力深谷,也可以发现无法攀登的不可能山峰。
与它们的黑暗表亲不同,这些发光的山丘会弹开任何靠近的东西,喷出无法回头的粒子流和辐射。
撇开大爆炸奇点这个看起来就像“白洞”的明显案例不谈,白洞迄今仅是停留在理论上的虚构概念。尽管如此,作为物理学中最伟大理论之一的边界,它们仍然是十分有趣的概念。
在 1930 年代,爱因斯坦的同事(名叫内森·罗森 Nathan Rosen) 表明,没有理论禁止黑洞的时空深谷连接到白洞的陡峭山峰上,以形成某种桥梁。
在物理学的这个角落,法不禁止则可,这意味着这种理论联系可以穿越广阔的宇宙。
在适当的情况下,物质甚至有可能从一端进去,再从另一端出来,自身信息基本完好无损。
因此,为了确定这种时空之桥的样子,索非亚大学的团队开发了一个虫洞“喉咙”的简化模型:将其视为流体的磁化环,并对物质如何通过它做出了各种假设。
陷入这种狂暴漩涡的粒子会产生强大的电磁场,这些电磁场以可预测的模式震荡,从而使加热材料发出具有清晰的特征的光谱。正是此类偏振无线电波为我们提供了 2019 年 M87* 和今年早些时候人马座 A* 黑洞的首张令人惊叹的照片。
事实证明,我们难以区分典型虫洞冒着热气的嘴唇与黑洞周围的混沌漩涡盘发出的偏振光。
按照这个逻辑,M87* 很可能就是一个虫洞。事实上,虫洞可能无处不在地潜伏在黑洞的尽头,而我们很难知道。
但并不是说根本没有办法知道。
如果我们运气好,将通过一个不错的引力透镜间接看到的候选虫洞的图像拼接在一起,那么区分虫洞和黑洞的微妙特性可能会变得容易一些。
当然,这需要在我们和虫洞之间方便地放置一个质量块,以充分扭曲其光线以放大微小的差异。
还有另一种方法。如果我们以完美的角度发现了一个虫洞,穿过它巨大的入口射向我们的光线会进一步增强它的特征,让我们更清楚地看到隧道另一端的星空。
建模可以揭示光波的其他特征,这些特征有助于在不需要引力透镜或完美角度的情况下将虫洞从夜空中辨识出来,研究人员现在正将注意力转向这种可能性。
虫洞的物理学可以揭示探索广义相对论以及描述波和粒子行为的物理学的新途径。
除此之外,理论和现实里的矛盾,或许可以成为广义相对论的崩溃点,不破不立,把现有理论打出一个豁口,做出大胆的新发现,为我们提供一种看待宇宙的全新方式。
这项研究发表在《物理评论 D》上。
https://www.sciencealert.com/wormholes-may-already-have-been-detected-physicists-say