根据一项近日发表在预印本服务器(arXiv)上的新研究,来自中国科学院大学的科学家团队发现了一个神秘信号,这个信号的特征暗示了它或许来自另一个宇宙。下面我们来看看这具体是怎么回事。
根据介绍,这个信号被称为“GW190521”,它是一个引力波信号,于2019年5月21日由LIGO和VIRGO引力波探测器记录到。
(来自LIGO Hanford、LIGO Livingston和VIRGO的观测记录)
后续的研究表明,“GW190521”是两个黑洞合并时产生的引力波,在此次事件中,这两个黑洞最终合并成了一个质量约为太阳142倍的黑洞。
科学家表示,当两个黑洞合并时,它们通常会一边彼此绕转一边相互靠近,在此过程中,它们会产生引力波,而随着两个黑洞越转越近,速度也会越来越快,这些引力波的频率和强度就会不断升高。
如果将其形容为声音的话,那就是从低沉且悠长的低音开始,然后在接下来的几秒或几十秒内变得越来越尖锐且短促,还会越来越响亮,直到两个黑洞合并在一起的瞬间才戛然而止。
也就是说,黑洞合并产生的引力波通常会经历一个“先慢后快,音调渐高”的渐进过程,然而“GW190521”却并非如此,因为它并没有这个渐进过程,而是只有一声“尖锐且短促的巨响”,其持续时间极短,大概只有10分之1秒。
为什么会这样呢?有一个解释是,这可能是此次合并事件中的两个黑洞并没有彼此绕转,而是直接撞在了一起,从而直接“跳过”了上述的渐进过程,为方便理解,我们可以将其想象成两颗相向而行的子弹,它们在高速飞行的过程中,极为精准地在空中相遇。
科学家指出,虽然这样的解释在理论上确实是说得通的,但从实际情况来看,其发生的概率却微乎其微,所以我们有必要对此给出其他的解释。
什么解释呢?此次研究给出了一个大胆的推测,即:这个神秘的信号,或许是来自另一个宇宙的引力波,通过虫洞来到我们所在的宇宙。
(注:虫洞又称爱因斯坦-罗森桥,是广义相对论预言的一种时空结构,它产生于时空的极致弯曲,可视为连接两个遥远时空的“捷径”,甚至可能连接两个原本彼此平行的宇宙)
其过程简单来讲就是,在另一个宇宙发生了一起黑洞合并事件,两个黑洞一边彼此绕转一边相互靠近,并经历了前文提到的那个“先慢后快,音调渐高”的渐进过程。
但当它们合并在一起的瞬间,却没有直接形成一个稳定的黑洞,而是“撕裂”了那个宇宙的时空,进而形成了一个虫洞,这个虫洞的一端就在那个宇宙里,另一端则正好通向我们所在的宇宙。
这个新生的虫洞却极不稳定,它形成之后很快就发生了坍塌然后消失,就在其存在的这段短暂的时间里,黑洞合并在一起时所产生的那股最强大的引力波,沿着虫洞传播到了我们所在的宇宙里,进而产生了我们所发现的那声“尖锐且短促的巨响”。
可以看到,这个推测也可以合理地解释“GW190521”的神秘之处,不过只是提出推测是不够的,还需要对其进行验证。
在此次研究中,科学家计算出了上述“黑洞直接碰撞”和“虫洞”模型所产生的理论波形,并将其与实际探测数据进行了比对,结果表明,“黑洞直接碰撞”模型与实际数据的匹配度,要比“虫洞”模型略微好一点。
注意这个措辞——“略微好一点”,它的意思是,这两个模型与真实数据的匹配度其实相差无几,这也意味着,我们并不能确定“黑洞直接碰撞”模型就一定是正确的。所以我们也有理由怀疑,“GW190521”这个神秘的信号或许是来自另一个宇宙。
当然了,这也只能说是一种合理的推测,实际情况是否真是如此还有待进一步的探索。期待在未来的日子里,科学家能有更多的发现,进而揭开其中的奥秘。
参考资料:Qi Lai, Qing-Yu Lan, Hao-Yang Liu, Yu-Tong Wang, Yun-Song Piao,Is GW190521 a gravitational wave echo of wormhole remnant from another universe?arXiv:2509.07831v1