據媒體報導,黑洞和蟲洞是宇宙的兩大神秘天體,它們有什麼關係? 科學家認為的黑洞天體很可能是產生其他宇宙的蟲洞。 如果事實的確如此,那麼它將幫助揭開一個名為黑洞信息悖論的量子謎題,但批評家認為它也可能引發新的問題,例如蟲洞最初是如何形成的。
儘管黑洞無法被直接觀測到,但天文學家已經鑑別了很多很可能是黑洞的天體,主要是基於對環繞在其周圍的物質的觀測。
法國高等科學研究所的天體物理學家蒂博·達穆爾(Thibault Damour)和德國不萊梅國際大學的謝爾蓋·索羅杜金(Sergey Solodukhin)認為這些黑洞天體可能是名為蟲洞 的結構。 蟲洞是連接時空織布中兩個不同地方的彎曲通道。
物質環繞蟲洞旋轉的方式與環繞黑洞是一樣的,因為兩者扭曲環繞它們的時空的方式是相同的。 有人提出利用霍金輻射來區分兩者,霍金輻射是指來自黑洞的光和粒子輻射,它們具有能量光譜的特性。 但是這種輻射非常微弱以至於它可能被其他源完全湮沒,例如宇宙大爆炸後殘餘的宇宙微波背景輻射,因此觀測霍金輻射幾乎是不可能的。
另一個可能存在的不同是,蟲洞可能沒有黑洞所具有的視界。 這意味著物質可以進入蟲洞,也可以再次出來。 實際上,理論家稱有一類蟲洞會自我包裹,因此並不會產生另一個宇宙的入口,而是返回到自身的入口。
“黑洞最重要的特性就是落入黑洞的物體“有去無回”的臨界點,而對此我們目前還無法進行測試。” 斯蒂芬說道。 但目前被認為是黑洞的天體也可能的確是黑洞而非蟲洞,這種情況也並非不可能。 目前存在不少關於黑洞形成的可行情景,例如大質量恆星的坍塌,但有關蟲洞是如何形成的則仍是未知數。
蟲洞可能與宏觀的黑洞有所不同,它需要一些外來的物質保持自身穩定,而這種外來物質是否真實存在又是個未知數。
索羅杜金認為蟲洞的形成方式可能與黑洞相差無幾,例如都來自於坍塌的恆星。 在這種情境下,物理學家一般認為會產生黑洞,但索羅杜金認為量子效應可能會阻止坍縮形成黑洞的過程,轉而形成了蟲洞。
索羅杜金稱這一機制在更完整的物理學理論下將不可避免,後者統一了重力和量子力學的理論,它是物理學界長久以來的夢想和目標。 如果這一理論是正確的,那麼以往我們認為會形成黑洞的地方,就可能會形成蟲洞。
而這一猜想並不是沒有方法對其進行測試,有的物理學家認為未來的粒子加速器實驗將能夠產生微觀黑洞。 這種微觀黑洞有可能放射出可以計算的霍金輻射,以證明產生的是黑洞而非蟲洞。 但是如果索羅杜金猜想的是正確的話,那麼形成的會是一個微觀蟲洞,因此將不會產生任何輻射。 “通過這樣簡單的測試就能辨別產生的是黑洞還是蟲洞。”
蟲洞的另一個優點在於能夠解決所謂的黑洞信息悖論。 黑洞唯一能夠釋放出的就是霍金輻射,但這些霍金輻射將如何攜帶最初落入黑洞天體的原始信息,目前還尚不清楚。 這種混亂效應與量子力學相衝突,後者禁止這種信息的丟失。