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銀心隱藏了「向新世界出發」的蟲洞?

復旦大學的研究表明,銀河系中心寄居了一個超大質量的黑洞怪獸,它實際上是一個怪異的蟲洞。科學家對銀河系核心區的「超級怪獸」的黑洞有了相當好的理解,達成了主流共識的科學認知。科學家對銀心區域的探測和認識沒有停止在既有的水平上,根據復旦大學研究人員的觀測發現,在銀河系的中心(天文學概念的人馬座A源)可能隱居一個蟲洞,銀心蟲洞的奇異性遠未得到透徹的解釋。上海復旦大學的兩位研究人員李子龍和科西莫·斑比在創新精神的引領下,在一篇發給arXiv網站的文章中提出了大膽的理論假說,他們的假說具有純粹的理論性質,存在得到天文觀測檢驗的可能,兩位研究人員設想,將一種特別的精緻儀器安置到其中一個世界上最強功能的望遠鏡上,以探測在銀心蟲洞周圍的物體發射的信號,這種特別的信號將會證實在銀河系中心寄居一個蟲洞。

人馬座A源(或SgrA﹡)位於銀河系的核心區域,從中心區發射了強大射電波,長期以來,天文學家懷疑在銀心寄居了一個大約為太陽質量400萬倍的超大質量黑洞,直到天文學家追蹤了在黑洞視界附近運轉的恆星,天文學家形成了普遍性的認識,超大質量黑洞真實性的存在得到了證實。目前,對超大質量黑洞的認識依然是一個難以破解的難題,天文學家接收了銀心超大質量黑洞發射的信號。天文學家後來發現,在宇宙絕大多數星系的中心隱居了一個超大質量的黑洞,最近和最遠的星系都離不開超大質量黑洞的引力作用,超強功能的望遠鏡看到了最遙遠的星系,這些星系是人們已知的宇宙最年輕的星系,在最年輕的星系同樣隱居了一個巨無霸的超大質量黑洞。

超大質量黑洞如何獲得巨量的物質供給?一種合乎邏輯的解釋表明,黑洞的成長過程囤積了大量的物質配給,它在漫長的時間長河中不斷吞吃周圍的氣體、恆星和其它星系物體。一個令人迷惑不解的問題表明,最早期、或最年輕的星系似乎沒有足夠的時間去吞噬大量的物質,它們的超大質量如何形成?天文學家思考了黑洞的物質供給機制問題,人們在過去問:物質和時間去哪兒了,人們現在問:年輕星系的中心黑洞從哪兒獲得了超大數量的質量?根據李子龍和斑比兩位研究人員的解讀,愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論解釋和推斷了對SgrA﹡和其它星系中心的觀測結果,然而,廣義相對論不適合量子物理學的領域,它不能回答、或迴避了超大質量黑洞如何形成的問題,它們如何變得強大,增強增大的速度為何如此之快?

李子龍和斑比解釋說,星系中心奇異的超大質量黑洞的形成存在一些其它的解釋,某種原初的蟲洞也許解釋了超大質量黑洞的形成過程,候選者的蟲洞也許解釋了星系中心巨大質量堆積的物理機制,蟲洞沒有固體表面,它們可能模仿了黑洞的事件視界,蟲洞在早期的宇宙自然產生,在宇宙膨脹的過程中不斷成長和延伸,當人們觀測蟲洞時,它們可能呈現了非常高的紅移現象。星系的紅移現象證明了,最年輕的星系發出的光線旅行了數十億光年的距離,星系光線的頻率移動到電磁光譜線的最紅端。早期星系中心的蟲洞模仿了黑洞的特徵,它們在宇宙大膨脹時期開始形成,蟲洞在銀河系中心產生的引力相當於數百萬顆太陽質量的引力效應,它們不是黑洞,卻具有了黑洞的特徵,在最早期星系的核心似乎隱居了一個超大質量的黑洞,事實上,巨大的蟲洞連接了宇宙各個不相干的時空區域,然而,蟲洞怎樣連接不同的時空區域?蟲洞中的物質如何實現穿越?這些問題構成了天體物理學的重大謎題。

銀河系中心的蟲洞假說似乎成為了理論家的偏好和科幻小說家的創作題材,然而,李子龍和斑比兩位研究人員沒有局限於純粹的理論推導,他們設想了一種強大的探測儀器,用以探測空間等離子體發出的射線,發出輻射的等離子體非常靠近SgrA﹡黑洞、或假設的銀心蟲洞。他們計劃將儀器安裝在歐洲航天局(ESO)非常大型的望遠鏡(VLT),它位於智利北部的阿塔卡馬沙漠,VLT在觀測銀河系的中心區域時具有前所未有的精確性特點,通過分析帶電氣體、或等離子體發出的射線輻射數據,科學家可能在SgrA﹡發現超大質量的物體,寄居在SgrA﹡的物體可能是一個蟲洞,在黑洞視界、或蟲洞周圍的等離子體發出了非常不同的信號,假想的蟲洞在物理尺度上似乎比超大質量的黑洞要小一些。

李子龍和斑比設想,在實驗室建構一個熱等離子體的模型,將等離子體靠近一個假想的黑洞、或蟲洞,等離子體由於引力的巨大作用必然陷入彎曲的時空體系。存在兩種非常不同的輻射信號源,如果蟲洞發射了輻射信號,那麼它們將會是一種非常窄的發射譜線;如果黑洞發射了輻射信號源,那麼它們將會是一種寬的、歪斜的發射譜線,這是狹義相對論和廣義相對論的效應產生的結果。李子龍和斑比提出了非常奇特的理論模型,支持和反駁他們的理論模型都會相當困難,在今後的幾年,人們只能期待精密儀器帶來用以檢驗的數據。從黑洞、或蟲洞周圍的等離子體發射的輻射類型進行分析,科學家最終得以判斷在SgrA﹡隱居的物體究竟是一個黑洞、還是一個蟲洞。蟲洞存在的機會似乎微小,如果在銀河系的中心存在一個真正的蟲洞,那麼宇宙學的教科書將會重新改寫,人們對宇宙形成和宇宙結構的認識將會發生非同尋常的變化。

(編譯:2014-5-30)

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