北京時(shí)間11月10日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，蟲(chóng)洞是一種理論上能夠連接遙遠(yuǎn)時(shí)空點(diǎn)的通道。它往往被描繪成一根狹窄的管道，兩端各連著一個(gè)張開(kāi)大口的“引力井”。但蟲(chóng)洞究竟是個(gè)什么形狀，我們一直不得而知。
▲蟲(chóng)洞往往被描繪成一根狹窄的管道，但一名俄羅斯物理學(xué)家近日提出了一種測(cè)繪對(duì)稱(chēng)蟲(chóng)洞形狀的方法。
盡管蟲(chóng)洞的存在尚未被證實(shí)，但一名俄羅斯物理學(xué)家近日以蟲(chóng)洞對(duì)光線和引力的影響為基礎(chǔ)，提出了一種測(cè)繪對(duì)稱(chēng)蟲(chóng)洞形狀的方法。
從理論上來(lái)說(shuō)，可穿透蟲(chóng)洞（或者說(shuō)時(shí)空中的四維通道）的作用原理可能是這樣的：在蟲(chóng)洞一端，黑洞的強(qiáng)大引力會(huì)將物質(zhì)吸入其中；物質(zhì)通過(guò)管道到達(dá)另一端的“白洞”，然后被白洞吐出。此時(shí)該物質(zhì)與它的原始時(shí)空位置已經(jīng)相距極遠(yuǎn)。不過(guò)，科學(xué)家們雖然在宇宙中觀察到過(guò)黑洞存在的證據(jù)，卻從未找到過(guò)白洞的蹤影。
因此，盡管愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論并未否認(rèn)蟲(chóng)洞的存在，但蟲(chóng)洞（以及星際旅行的可能性）至今未獲證實(shí)。
不過(guò)，無(wú)論蟲(chóng)洞存在與否，科學(xué)家對(duì)光線和引力波的行為已經(jīng)有了較多了解。
此次發(fā)表的新研究指出，蟲(chóng)洞有一項(xiàng)可被間接觀察到的性質(zhì)，即蟲(chóng)洞附近的光線會(huì)發(fā)生紅移。（紅移是指，隨著光線遠(yuǎn)離某個(gè)天體，光波頻率會(huì)逐漸降低，即向光譜上的紅光部分偏移，故稱(chēng)紅移。）
該研究作者、俄羅斯人民友誼大學(xué)引力與宇宙學(xué)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(gè)潛在蟲(chóng)洞周?chē)墓饩€的紅移規(guī)律，就能通過(guò)引力波頻率判斷出該對(duì)稱(chēng)蟲(chóng)洞的形狀。
科諾普利亞表示，研究人員通常會(huì)反其道而行之：通過(guò)已知天體形狀計(jì)算光線和引力的行為規(guī)律。
據(jù)科諾普利亞介紹，分析潛在蟲(chóng)洞附近的紅移現(xiàn)象可以有好幾種方法。比如利用引力透鏡，即光線經(jīng)過(guò)大型天體時(shí)發(fā)生的彎折現(xiàn)象。蟲(chóng)洞也可以算作一種“大型天體”。這種透鏡現(xiàn)象可通過(guò)其對(duì)遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的微弱光線的影響進(jìn)行測(cè)量。（科諾普利亞補(bǔ)充道：“要是我們運(yùn)氣爆棚，說(shuō)不定可以是附近恒星發(fā)出的明亮光線?！保┐送膺€有另一種方法：在蟲(chóng)洞吸引物質(zhì)的過(guò)程中，測(cè)量蟲(chóng)洞附近的電磁輻射。
麻省理工學(xué)院物理學(xué)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(shí)，我們可以通過(guò)鼓面振動(dòng)產(chǎn)生的聲波推斷出鼓的形狀。
“不同的聲音頻率對(duì)應(yīng)著不同的振動(dòng)模式，”布魯姆菲爾德介紹道。此外，振動(dòng)的峰和谷會(huì)隨著時(shí)間逐漸減緩，體現(xiàn)出不同振動(dòng)模式對(duì)應(yīng)的“衰減規(guī)律”。這兩項(xiàng)信息加在一起，就可以幫助我們確定鼓的形狀了。
“這篇文章也想用類(lèi)似的思路判斷蟲(chóng)洞形狀。假如我們能設(shè)法‘聽(tīng)到’蟲(chóng)洞振動(dòng)頻率的衰減規(guī)律，并達(dá)到足夠的精確度，我們就能通過(guò)頻譜和頻率衰減速度推斷出蟲(chóng)洞的形狀?！?/p>
科諾普利亞的等式中用到了蟲(chóng)洞的紅移值，然后運(yùn)用量子力學(xué)估算時(shí)空中的引力漣漪會(huì)對(duì)蟲(chóng)洞電磁波產(chǎn)生怎樣的影響。在此基礎(chǔ)上，他編寫(xiě)出了一個(gè)能夠計(jì)算蟲(chóng)洞幾何形狀和質(zhì)量的等式。
自2015年激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）上線以來(lái)，科學(xué)家便擁有了測(cè)量引力波的技術(shù)。如今研究人員希望能對(duì)LIGO的測(cè)量進(jìn)行微調(diào)，因?yàn)閿?shù)據(jù)精確度越高，就越能幫助科學(xué)家判斷宇宙中是否存在一些奇異物質(zhì)，如并非由普通原子粒子構(gòu)成的物質(zhì)。布魯姆菲爾德表示，這些物質(zhì)或許能為蟲(chóng)洞這樣的天體提供支持。
但就目前而言，蟲(chóng)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(shí)際測(cè)算結(jié)果。他還指出，LIGO等探測(cè)器只能測(cè)量單個(gè)引力波頻率，但要判斷蟲(chóng)洞的形狀，必須要多個(gè)頻率才行。
“要研究如此復(fù)雜的事物，我們不可能從如此貧乏的數(shù)據(jù)中提取到足夠的信息。”科諾普利亞表示。他指出，未來(lái)的研究也許能更詳細(xì)地揭露蟲(chóng)洞的形狀和性質(zhì)。
他還補(bǔ)充道：“我們的研究結(jié)果也可以應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)蟲(chóng)洞上，只要它們足夠?qū)ΨQ(chēng)就行?！?/p>
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