宇宙两大神秘天体黑洞Vs虫洞,如果相遇会发生什么诡异的事

在宇宙中,已知最诡异的天体,莫过于黑洞。它凭借着无与伦比的引力,吞噬着包括光在内的一切物质,让我们无法探测,从而始终蒙着神秘的面纱。

而在未知的天体中,最令人好奇的,大概就是虫洞了。它是一种被爱因斯坦的广义相对论所预言的天体,可以扭曲时空,让我们在不违背已知的任何物理定律的同时,还能迅速在宇宙空间中穿梭。它是人类实现星际旅行的希望,但却从未被我们发现,因此没有人能够真的证明它是存在的。

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那么,如果虫洞真的存在,它是否会和黑洞相遇?如果一个黑洞掉进虫洞里,它会穿越时空吗?

你可能以为这是科幻片里才会出现的剧情,但是科学家们在研究后认为,这种事还真的有可能。当然,这个前提是虫洞是真实存在的,在本文中,我们暂且默认这个前提。

科学家指出,如果黑洞真的掉进虫洞里,我们是可以观测到的。2016年,科学家们证实了爱因斯坦在一百年前提出的预言——引力波。引力波是一种极难被探测到的物理现象,只有最极端的天体才可能造成引力波,所以连爱因斯坦本人都不敢完全肯定引力波的存在。巧了,黑洞和虫洞,一个比一个极端。而黑洞掉进虫洞的现象,正是引力波大显身手的舞台。

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目前来说,科学家们已经取得了一定的成绩,从双黑洞合并到双中子星合并,以至于更轻一点的白矮星合并,我们都有可能通过极其灵敏的观测设备来捕捉这个过程。他们相信,虽然还不知道虫洞是否真的存在,但只要它被证实,那么虫洞和其他极端天体之间的碰撞,我们也可以通过引力波来检测到。

不过,首先一个问题就是:虫洞到底有怎样的性质。由于没有真正的样本进行观测,所以所有关于虫洞的理论都得不到证实,这也让它愈发神秘。

根据目前的研究,虫洞即使真的存在,也是非常不稳定的。几乎就在出现的同时,它就会迅速消失。因此,虽然它可能是我们穿越宇宙的一个重要通道,但如何真正让它发挥作用,仍是科学家们比较担心的问题。

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有科学家提出了一种理论,认为带有负质量的物质可以解决这个问题,因为它所产生的“引力”并不能真的吸引什么物质,反而是让物质相互远离。虽然这种诡异的物质同样听起来虚无缥缈,并且没人知道它是否真的存在,但它是目前最有希望解决虫洞不稳定问题的途径。

科学家还介绍:从很多方面来讲,虫洞和黑洞都有着相似之处。它们的密度都极高,引力也极强。唯一不同的是,任何物质在闯入黑洞的事件视界之内后,都不可能再逃逸出来;而进入虫洞的物质,理论上仍然有后悔的余地。

既然二者都拥有着无与伦比的引力,那么黑洞也未必就能在虫洞身上占到便宜。当二者狭路相逢的时候,就可能会相互公转,产生我们可以观测到的引力波。接下来,两个宇宙中最诡异的天体将会上演激烈的“相爱相杀”。

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他们利用计算机模拟了这个过程,在初始阶段,他们将黑洞的质量设定为太阳的5倍,而虫洞的质量则设为太阳的200倍。这个虫洞的通道是黑洞半径的60倍,且假定它是稳定存在的,给黑洞足够的时间在其中穿梭。结果表明,二者的合并将会产生一种我们完全没有见过的引力波特征,这令研究人员十分兴奋。

通常来说,当两个黑洞合并时,它们会螺旋着靠近。根据角动量守恒,它们相互的旋转速度也会越来越快,这就会导致引力波的频率也会越来越高。就像是路上的车在靠近我们时,能够听见车笛的声调在升高一样,这就是著名的多普勒效应。

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(图片说明:双黑洞合并动态示意图)

不过,如果黑洞是落入虫洞中,虽然刚开始也会有频率的提升,和双黑洞合并有点类似。但是这种引力波随即就会消失,因为它们都顺着虫洞的通道穿越到了另一个出口,不会像双黑洞合并那样产生强烈的引力波。

在虫洞的另一头,黑洞会穿越出来并在惯性的作用下远离虫洞。相应的,我们会检测到频率降低的变化,这同样是多普勒效应的结果。

接下来,就是高中物理学到的弹簧摆动或者说篮球下落的问题了。虽然惯性会让黑洞离开虫洞出口,但是最终会在引力的作用下耗尽,并且重新落入虫洞,再从另一个出口出来,如此往复。同时,我们会发现引力波的频率不断上升,另一个出口有引力波频率一次次的下降。在这个过程中,会伴随着能量的转化,所以每一次黑洞脱离的极限距离都在缩短,直到最后完全停留在虫洞里。

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(图片说明:黑洞在虫洞两侧往复穿梭,就像弹簧在做简谐运动)

接下来,虫洞和黑洞的结局就取决于二者的质量。如果虫洞的质量大于黑洞,那么这个虫洞就会保持稳定;如果虫洞比黑洞质量小,那就有可能因此而崩溃,形成一个新的黑洞。

那么,当黑洞只有一半落入虫洞,还有一半留在虫洞外的瞬间,会发生什么呢?Gabella本人也不知道,他只是提出了自己的猜测:“我认为黑洞的事件视界处一定有非常狂野的事情发生,导致更多的引力波和能量的损耗。”

范德比尔特大学的物理学家William Gabella是本次研究的合著者之一,他表示:“虽然虫洞在很大很大程度上仍是猜测的天体,但我们或许有能力证明、或者至少能给它们的存在提供一些证据,这就已经很棒了。”

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Gabella相信,通过引力波,我们可以在未来探索物质落入虫洞时发生的现象,还可以增加更多的因素,比如旋转的虫洞等等。目前来说,或许引力波是最好的寻找虫洞的方法。如果他们的模拟是正确的,或许有一天我们会通过引力波反复提升、降低频率的现象,证明它们的存在。

百年前,爱因斯坦预言了这种极端的天体,与此同时,又预言了引力波这个工具。他把“鱼”给了我们,也把“渔”给了我们。即便如此,我们今天依然无法找到任何一个虫洞。不得不承认,爱因斯坦真的是一个伟大的人!

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