虫洞,一条理论上可连接时空两个不同点的隧道,至今没人确定它是否真的存在,更不用说它的面貌。但最近俄罗斯天体物理学家 Roman Konoplya 新论文指出,也许我们能根据可见光谱的资讯来确定虫洞形状。
天文学家已经基于爱因斯坦广义相对论找到宇宙中黑洞存在的证据,虽然实际上我们不是真正看见黑洞,而是用各种旁敲侧击的方法推出黑洞位置,至今都还无法精确描述黑洞的形状与大小,但理论表明,黑洞将物质吸入之后,会透过虫洞(wormhole)隧道连接称为“白洞”的另一端出口,并将吸入的物质从那里吐出来。
如果技术允许,那么有一天,人类就是那堆被吸入又安全无恙吐出的“物质”,可以借由虫洞达到时空穿梭目的。
但我们从未找到白洞,更遑论证实连接黑洞与白洞的虫洞可能在哪里。一般情况下,物理学家都是先收集数据抓出紧凑物体的几何形状,接着再将相关数据与理论预测值比对,计算光与重力的表现。
而俄罗斯人民友谊大学(RUDN)天体物理学家 Roman Konoplya 反其道而行,他现在试着根据可见光谱来预测虫洞的外形。运用量子力学与几何假设,Roman Konoplya 认为虫洞的形状与质量可根据光的红移值、高频重力波的振荡范围计算得出。
麻省理工学院物理系讲师 Jolyon Bloomfield 在《Live Science》报导中解释,你想像当你敲击一面鼓后,可以从声音推断出它的形状。
Roman Konoplya 采用的是名为“球对称性 Morris-Thorne 虫洞(spherically symmetrical Morris-Thorne wormhole)”的数学模型,他已经编写出计算虫洞形状与质量的方程式,现在只差要有足够精确的仪器来检查虫洞的红移值、倾听虫洞的振荡。
检查红移值的方法比如重力透镜效应或电磁辐射,而检测重力波的技术已出现,天文学家已多次利用 LIGO、VIRGO 侦测到宇宙中微小的涟漪波动,随着仪器升级,未来或许能为复杂虫洞提供足够多讯息。
虽然这个概念也不是那么完美,毕竟它是基于一系列假设的假设,但 Roman Konoplya 相信,量子力学可以为虫洞的几何形状提供不少解套。新论文发表在《Physics Letters B》期刊,你可以点进去看看一系列计算虫洞形状的方程式。
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(首图来源:pixabay)