時空隧道在哪裡?科學家提出從可見光譜推估蟲洞形狀的方程

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 11 日 11:42 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly

蟲洞,一條理論上可連接時空兩個不同點的隧道,至今沒人確定它是否真的存在,更不用說它的面貌。但最近俄羅斯天體物理學家 Roman Konoplya 新論文指出,也許我們能根據可見光譜的資訊來確定蟲洞形狀。



天文學家已經基於愛因斯坦廣義相對論找到宇宙中黑洞存在的證據,雖然實際上我們不是真正看見黑洞,而是用各種旁敲側擊的方法推出黑洞位置,至今都還無法精確描述黑洞的形狀與大小,但理論表明,黑洞將物質吸入之後,會透過蟲洞(wormhole)隧道連接稱為「白洞」的另一端出口,並將吸入的物質從那裡吐出來。

如果技術允許,那麼有一天,人類就是那堆被吸入又安全無恙吐出的「物質」,可以藉由蟲洞達到時空穿梭目的。

但我們從未找到白洞,更遑論證實連接黑洞與白洞的蟲洞可能在哪裡。一般情況下,物理學家都是先收集數據抓出緊湊物體的幾何形狀,接著再將相關數據與理論預測值比對,計算光與重力的表現。

而俄羅斯人民友誼大學(RUDN)天體物理學家 Roman Konoplya 反其道而行,他現在試著根據可見光譜來預測蟲洞的外形。運用量子力學與幾何假設,Roman Konoplya 認為蟲洞的形狀與質量可根據光的紅移值、高頻重力波的振蕩範圍計算得出。

麻省理工學院物理系講師 Jolyon Bloomfield 在《Live Science》報導中解釋,你想像當你敲擊一面鼓後,可以從聲音推斷出它的形狀。

Roman Konoplya 採用的是名為「球對稱性 Morris-Thorne 蟲洞(spherically symmetrical Morris-Thorne wormhole)」的數學模型,他已經編寫出計算蟲洞形狀與質量的方程式,現在只差要有足夠精確的儀器來檢查蟲洞的紅移值、傾聽蟲洞的振蕩。

檢查紅移值的方法比如重力透鏡效應或電磁輻射,而檢測重力波的技術已出現,天文學家已多次利用 LIGO、VIRGO 偵測到宇宙中微小的漣漪波動,隨著儀器升級,未來或許能為複雜蟲洞提供足夠多訊息。

雖然這個概念也不是那麼完美,畢竟它是基於一系列假設的假設,但 Roman Konoplya 相信,量子力學可以為蟲洞的幾何形狀提供不少解套。新論文發表在《Physics Letters B》期刊,你可以點進去看看一系列計算蟲洞形狀的方程式。

(首圖來源:pixabay