今天老张带大家聊聊,宇宙中那些神秘的声音。
2019 年 5 月 21 日,LIGO 引力波探测器捕捉到一段没头没尾的时空涟漪,编号为GW190521的信号。
划破时空的神秘信号
它就像交响乐里突然响起的最后一个音符,仅持续 0.1 秒,既没有双黑洞合并时逐渐升高的旋近嗡鸣,也没有合并后逐渐衰减的铃宕余韵,妥妥的一个宇宙级断章信号。
理论禁区里的不速之客当科学家解析信号背后的黑洞质量时,更大的困惑接踵而至:合并前的两个黑洞分别重达85倍和66倍太阳质量,合并后形成142倍太阳质量的新黑洞,9倍太阳质量的能量以引力波形式释放。
这串数字看似平常,却直接戳中了恒星演化理论的软肋。
根据天体物理学共识,130-250倍太阳质量的恒星会发生对不稳定超新星爆发,这种剧烈爆炸会将恒星核心彻底摧毁,导致60-130倍太阳质量区间成为黑洞形成的质量禁区。
换言之,这两个黑洞就像一群哺乳动物中突然出现的恐龙,完全不属于理论预言的初代黑洞俱乐部。
更让人挠头的是,它们的自旋方向南辕北辙,彻底排除了原生双星系统的可能,暗示着复杂的多代合并史。
虫洞假说
给异常信号找个平行宇宙户口面对传统理论的卡壳,中国科学院团队在2025年抛出了一个堪比科幻电影的猜想:这段信号或许来自平行宇宙,通过虫洞跨宇宙快递到地球。
要理解这个脑洞,得先补课虫洞的科学家谱。1935年,爱因斯坦与罗森在引力场方程中解出史瓦西虫洞,这种时空通道能把宇宙两端的时空像纸一样对折,让亿万光年的距离瞬间可达,却因极端不稳定被称为不可穿越的时空桥。
直到1987年,基普·索恩提出莫里斯-索恩虫洞,通过负能量物质支撑喉道,让虫洞成为可能的宇宙任意门,甚至能连接完全独立的平行宇宙。
回到GW190521,科学家描绘了这样的场景:另一个宇宙中的双黑洞完成旋近-并合,却在碰撞瞬间撕开时空,形成连接我们宇宙的MT虫洞。
并合产生的铃宕信号一部分在原生宇宙消散,另一部分穿过虫洞喉道,突破光子球屏障抵达地球。由于虫洞形成前的旋近信号无法跨宇宙传递,我们只能捕捉到突如其来的铃宕脉冲。
这完美解释了信号的断章感,也让两个理论禁区黑洞有了跨宇宙移民的身份。
尽管虫洞模型与观测数据的匹配度仅比传统黑洞合并模型低1.1个信噪比(14.5vs15.6),但它面临着两大现实拷问。首先是负能量物质的宏观失踪,目前人类仅在量子尺度的卡西米尔效应中观测到负能量,要支撑虫洞这种宏观天体,需要相当于整个星系能量的负能量储备,这在现实宇宙中堪称天方夜谭。
其次是信息守恒悖论:若信号真来自平行宇宙,跨宇宙传递的信息将打破量子力学的基本框架,相当于在宇宙级服务器里制造数据漏洞。
不过,2023年探测到的GW231123事件,让虫洞假说的可信度悄然上升。这个72亿光年外的双黑洞合并事件,同样呈现0.1秒的短时信号,合并前黑洞质量分别为137倍和103倍太阳质量,再次踩在质量禁区边缘。
两次类似事件的出现,让科学家开始怀疑:这或许不是孤立的宇宙噪声,而是某种未知天体物理机制的规律性显现。
争议与实证
当引力波成为宇宙破冰船目前,LIGO官方仍将这两次事件归类为极端双黑洞合并,但全球科研机构早已摩拳擦掌。
第三代探测器如LIGO-A+、KAGRA即将上岗,灵敏度比初代提升10倍,能捕捉到比GW190521弱50%的信号,相当于给宇宙装上高清摄像头。
而月基探测计划GLOC、LGWA更是剑指0.1-5Hz频段,试图捕捉虫洞坍塌时的时空颤音。站在地球的角度,这些持续0.1秒的引力波信号,就像宇宙递来的神秘摩尔斯电码。
它们或许是平行宇宙的虫洞来电,或许是初代黑洞的进化密码,甚至可能是时空本身的量子噪声。
但正如当年LIGO首次探测到引力波改写天文学史,这些异常信号正倒逼人类突破认知边界,当传统理论无法解释宇宙的非常规操作,正是科学迎来范式革命的前夜。
在时空裂缝中寻找宇宙的另一种可能从史瓦西的数学预言到索恩的可穿越虫洞,从LIGO的断章信号到月基探测器的蓝图,人类对虫洞的探索始终带着疯狂的理性。
GW190521和GW231123就像宇宙抛来的两块拼图,虽然尚未拼出完整图景,却让我们首次触摸到平行宇宙的可能轮廓。或许,宇宙的真相从来不在既定的理论框架里,而藏在那些不合常理的异常中。
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