Черна дупка, изскачаща от проходима червейна дупка, трябва да дава много специфичен сигнал в гравитационните вълни
Астрономия на гравитационните вълни промени начина, по който гледаме на космоса. Само за няколко години наблюдавахме сблъсъците на черни дупки и неутронни звезди, потвърждавайки нашето теоретично разбиране за тези странни обекти. Но тъй като астрономията на гравитационните вълни узрее, тя ще ни позволи да изследваме самата природа на самото пространство и време. Въпреки че този ден е далеч, това не е спряло хората на теорията да мечтаят за нови открития. Например как може да изглежда, ако черна дупка и дупка-червей взаимодействат.
Изображение на свръхмасивната черна дупка в галактиката M87. Кредит: EHT Collaboration
Черните дупки възникват, когато голяма маса се срутва под собствената си тежест. Черните дупки със звездна маса могат да се образуват, когато голяма звезда достигне края на живота си, но свръхмасивни черни дупки могат да се образуват в центровете на галактиките. Именно тази последна форма астрономите са изучавали най-много. Въпреки че знаем, че черните дупки съществуват, те имат някои доста странни свойства. Тяхната маса е свита до точка, толкова плътна, че законите на физиката се разпадат, и те са заобиколени от хоризонт на събития, който улавя всичко, което се осмелява да се приближи твърде близо до черна дупка. Тези странности предизвикват разбирането.
Теоретична диаграма на червейна дупка. Кредит: Федерико Чикарезе
Червеевите дупки, от друга страна, са напълно хипотетично. На теория те са подобни на черните дупки, но вместо обикновена дупка в пространството, дупките на червеи биха свързали един регион на пространството с друг. Може би дори биха могли да свържат различни вселени. Те отдавна са изследвани от физиците-теоретици като начин за тестване на границите на общата теория на относителността. Например, Айнщайн показа, че докато общата теория на относителността допуска възможността за дупки на червеи, те биха се сринали толкова бързо, че никога не биха могли да бъдат преминати. Кип Торн и други са показали, че ако червеи дупкибих могълда бъдат направени проходими, те биха могли да се използват за всичко - от междузвездни пътувания до пътуване във времето.
Сигналът на гравитационната вълна на дупка на червей е уникален. Кредит: Джеймс Б. Дент и др
Но ако червеи дупкинаправисъществуват, откъде да знаем? Нов документ показва как те могат да бъдат идентифицирани с гравитационни вълни. В тази работа авторите започнаха с теоретична дупка между две вселени. Сама по себе си дупката на червея няма да излъчва гравитационни вълни. След това те симулираха черна дупка, която пътува през червейната дупка, спирала навътре от едната страна и спирала навън и от другата. Те открили, че когато черна дупка се завие в дупка на червей, тя създава гравитационни вълни, които изглеждат като две черни дупки, които се сливат. Въпреки това, когато черната дупка излезе от другата страна, тя създава уникален „анти-чърп“ сигнал, който е много различен от сигнала за сливане. С други думи, ако черна дупка излезе от дупка на червей в нашата вселена, бихме могли лесно да я идентифицираме чрез гравитационните вълни, които излъчва.
Въпреки че това е интересно проучване, то не доказва съществуването на червеи. Все още са чисто хипотетични. Но проучвания като това показват как астрономията на гравитационните вълни може да ни помогне да изследваме идеи, които някога са били невъзможни за доказване.
справка:Джеймс Б. Дент и др. “ Звукът от прочистване на гърлото: Гравитационни вълни от черна дупка, обикаляща в геометрия на червейна дупка .'arXiv предпечатarXiv: 2007.09135 (2020).
