不尋常的引力波可能是蟲洞連接宇宙的跡象

2019 年，LIGO 和處女座錄制了一些真正奇怪的東西——一個(gè)引力波事件持續(xù)時(shí)間小于十分之一秒。

相比于曠日持久的鳴叫聲黑洞衰變軌道螺旋上的雙星，這是一個(gè)尖銳的裂縫。對(duì)這個(gè)名為 GW190521 的事件的最好解釋是兩個(gè)人的偶然相遇黑洞順便互相誘捕。

現(xiàn)在，一篇新論文提出了另一種、更奇特的選擇：黑洞碰撞在另一個(gè)宇宙中的回聲，通過坍縮產(chǎn)生回響蟲 洞由于合并而形成的。

相關(guān)：兩個(gè)黑洞偶然相遇，創(chuàng)造了前所未見的東西

需要明確的是，我們宇宙中的黑洞碰撞仍然是對(duì)奇怪信號(hào)的首選解釋......但這種偏好還不足以完全排除蟲洞模型，由中國(guó)科學(xué)院大學(xué)物理學(xué)家齊來領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)寫道在上傳到 arXiv 的預(yù)印本中.

如果它表明存在蟲洞，則GW190521和引力波就像它不僅會(huì)證實(shí)這些野生的、假設(shè)的結(jié)構(gòu)的存在一樣：它們還會(huì)為我們提供一種探測(cè)其物理特性的新工具。這是一個(gè)非常大的如果.

我們目前可以檢測(cè)到的引力波是由巨大、致密的物體之間的碰撞產(chǎn)生的時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪，例如黑洞和中子星。

但產(chǎn)生這些漣漪的不僅僅是碰撞本身。作為雙星軌道上的黑洞對(duì)螺旋向?qū)Ψ?/a>，它們相互作用的引力場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生漣漪，隨著物體靠得越來越近，開始時(shí)會(huì)變?nèi)?，然后變?qiáng)。

因此，由此產(chǎn)生的“啁啾”具有上升波形，如下面的視頻所示。

GW190521缺乏信號(hào)的吸氣部分，并且以合并的衍生質(zhì)量（太陽(yáng)質(zhì)量的 142 倍）計(jì)算，它應(yīng)該是可以檢測(cè)到的。這得出的結(jié)論是，黑洞并沒有被鎖定在雙星軌道上，而只是在它們被吸入相互引力井并合并時(shí)相互擦肩而過。

賴和同事認(rèn)為，可能還有另一種解釋：如果在雙黑洞合并中形成的物體是一個(gè)蟲洞，然后坍縮形成最終的合并黑洞呢？如果是這樣的話，當(dāng)蟲洞坍塌時(shí)，我們可能只收到一次短暫的引力波數(shù)據(jù)爆發(fā)。

研究人員開發(fā)了這種引力波信號(hào)的波形模型，并將其與 LIGO 和 Virgo 的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。他們還為標(biāo)準(zhǔn)雙黑洞合并構(gòu)建了一個(gè)波形，以與觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

雙黑洞合并波形比蟲洞波形更適合觀測(cè)到的信號(hào)——但只是稍微好一點(diǎn)。研究人員表示，有足夠的懷疑空間，蟲洞情景仍然有可能。這意味著GW190521能這是人類第一次瞥見我們自己邊界之外的另一個(gè)宇宙。

這并不意味著我們都應(yīng)該爭(zhēng)先恐后地宣布蟲洞的存在，特別是因?yàn)檫@種解釋需要奇特的物理學(xué)。這確實(shí)意味著，在蟲洞大道上進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查可能值得進(jìn)行。

最龐大的迄今為止的黑洞合并GW231123，產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)量是太陽(yáng) 225 倍的物體。它也相對(duì)簡(jiǎn)短，類似于GW190521。研究人員表示，將這些事件與其他尚未檢測(cè)到的事件進(jìn)行比較，提供了一種測(cè)試他們的發(fā)現(xiàn)并探索哪種情況更有可能的方法。

他們的研究可在預(yù)印本服務(wù)器上獲得arXiv.

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