不寻常的引力波可能是虫洞连接宇宙的迹象
2019 年,LIGO 和处女座录制了一些真正奇怪的东西——一个引力波事件持续时间小于十分之一秒。
相比于旷日持久的鸣叫声黑洞衰变轨道螺旋上的双星,这是一个尖锐的裂缝。对这个名为 GW190521 的事件的最好解释是两个人的偶然相遇黑洞顺便互相诱捕。
现在,一篇新论文提出了另一种、更奇特的选择:黑洞碰撞在另一个宇宙中的回声,通过坍缩产生回响虫 洞由于合并而形成的。
需要明确的是,我们宇宙中的黑洞碰撞仍然是对奇怪信号的首选解释......但这种偏好还不足以完全排除虫洞模型,由中国科学院大学物理学家齐来领导的一个团队写道在上传到 arXiv 的预印本中.
如果它表明存在虫洞,则GW190521和引力波就像它不仅会证实这些野生的、假设的结构的存在一样:它们还会为我们提供一种探测其物理特性的新工具。这是一个非常大的如果.
我们目前可以检测到的引力波是由巨大、致密的物体之间的碰撞产生的时空结构中的涟漪,例如黑洞和中子星。
但产生这些涟漪的不仅仅是碰撞本身。作为双星轨道上的黑洞对螺旋向对方,它们相互作用的引力场也会产生涟漪,随着物体靠得越来越近,开始时会变弱,然后变强。
因此,由此产生的“啁啾”具有上升波形,如下面的视频所示。
GW190521缺乏信号的吸气部分,并且以合并的衍生质量(太阳质量的 142 倍)计算,它应该是可以检测到的。这得出的结论是,黑洞并没有被锁定在双星轨道上,而只是在它们被吸入相互引力井并合并时相互擦肩而过。
赖和同事认为,可能还有另一种解释:如果在双黑洞合并中形成的物体是一个虫洞,然后坍缩形成最终的合并黑洞呢?如果是这样的话,当虫洞坍塌时,我们可能只收到一次短暂的引力波数据爆发。
研究人员开发了这种引力波信号的波形模型,并将其与 LIGO 和 Virgo 的数据进行了比较。他们还为标准双黑洞合并构建了一个波形,以与观测数据进行比较。
双黑洞合并波形比虫洞波形更适合观测到的信号——但只是稍微好一点。研究人员表示,有足够的怀疑空间,虫洞情景仍然有可能。这意味着GW190521能这是人类第一次瞥见我们自己边界之外的另一个宇宙。
这并不意味着我们都应该争先恐后地宣布虫洞的存在,特别是因为这种解释需要奇特的物理学。这确实意味着,在虫洞大道上进行进一步的调查可能值得进行。
最庞大的迄今为止的黑洞合并GW231123,产生了一个质量是太阳 225 倍的物体。它也相对简短,类似于GW190521。研究人员表示,将这些事件与其他尚未检测到的事件进行比较,提供了一种测试他们的发现并探索哪种情况更有可能的方法。
他们的研究可在预印本服务器上获得arXiv.