这是一个可爱的想法:虫洞——连接两个时空区域的隧道,这是一种宇宙捷径。这种虫洞通常被认为属于科幻小说的范畴,因为如果碰巧在我们的宇宙中确实形成了虫洞,物理学会指出它会变得不稳定并立即崩溃。

虫洞构想图
但是,假设它们能够并且确实存在,我们甚至将如何开始寻找它们?根据一份新的研究论文,您所需要的只是一个黑洞,绕其旋转的恒星以及用于预测和测量这些轨道的设备。
人们认为虫洞的作用就像是时空的褶皱-如果您读过Madeleine L'Engle的“时间上的皱纹”,您会熟悉类比。想像一下,一只蚂蚁从一点到另一点在一块布料上行走。如果织物是平的,则蚂蚁必须行进最大距离。但是,如果折叠面料使两点几乎接触,那么蚂蚁要做的就是从一个部分跳到另一部分。
现在想象一下,结构是时空的,两点之间的空间中的隧道是虫洞。物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)和内森·罗森(Nathan Rosen)于1935年发表了有关这一概念的有影响力的论文,因此也被称为爱因斯坦-罗森桥。
根据布法罗大学和扬州大学科学家的最新论文,可能有一种非常简单的方法来检测此类虫洞。他们认为,由于隧道将两个空间区域拉近,虫洞另一端的大型物体(例如恒星)将在重力作用下影响隧道“我们”一端的物体运动。
假设形成虫洞所需的条件之一是重力极端环境,例如黑洞周围的空间(甚至黑洞的事件视界内)。
因此,要观察这种效应,您需要一个黑洞和一个或多个环绕其的恒星。
在银河系中,我们只有一个区域-银河系中心。其中的超大质量黑洞人马座A *由一整串恒星环绕,事实证明,这对于测试相对论确实很有用。
如果该区域中有虫洞,我们应该能够根据这些恒星的运动来检测它。
“如果您有两颗恒星,虫洞的每一侧各有一颗,那么我们这边的恒星应该感受到另一侧恒星的引力影响。引力会穿过虫洞,” 宇宙学家Dejan Stojkovic说道。布法罗大学。
“因此,如果将人马座A *周围恒星的预期轨道标出,如果那里有虫洞而另一侧有恒星,则应该看到与该轨道的偏离。”
这并不容易。人马座A *的质量是太阳的400万倍-到目前为止,它是该地区的主要引力。分离一颗或几颗恒星的影响将是一项艰巨的工作。
而且,如某些理论家所预测的那样,如果虫洞实际上位于黑洞的事件视界之内,那么所有的赌注都将被取消-穿过虫洞的恒星的引力影响与黑洞的引力影响是无法区分的。
但是我们确实有天文学家可以用来测试的数据集。前面提到的那些相对论测试是基于一颗名为S0-2或S2的恒星。两个独立的团队对S2进行了25年以上的观测。而且我们的仪器正变得越来越复杂和精确-这意味着进行上述检测所需的精度并非遥不可及。
即使我们确实在恒星的轨道上发现了扰动,也不是唯一的结论。需要更多的证据。但是,如果我们确实想找到虫洞,我们将需要一个起点,而这篇新论文对此进行了描述。
也就是说,即使确实存在虫洞,它们也不大可能为我们提供一种简洁的出行方式。
“即使一个虫洞是穿越,人与飞船很可能不会被通过,” 斯托伊科维奇说。
“实际上,您将需要一个负能量来保持虫洞的开放,而我们不知道该怎么做。要创建一个稳定的巨大虫洞,您需要一些魔术。”
该研究已经发表在《物理评论D》上。