不是黑洞并合引发时空涟漪？新理论称重力波可能源自虫洞

【Technews科技新报】科学仪器近两年来陆续探测到重力波，由双黑洞或双中子星并合引发，但是，这些时空涟漪事实上有可能不是来自黑洞或中子星，而是其他物体吗？一个欧洲物理学家团队对此提出新理论，认为重力波也可能来自连接两个时空的虫洞。

重力波是时空本身结构中的涟漪，在爱因斯坦广义相对论中，重力是时空曲率所产生的一种现象，质量可以导致这种曲率，当物质在时空中运动时，附近曲率会随之改变，而大质量物体运动时所产生的曲率变化会以光速像波一样向外传播，这一传播现象就是重力波。

LIGO（激光干涉重力波天文台）于 2016 年首度检测到 13 亿年前两个黑洞融合产生的重力波，之后又陆续检测到其他重力波事件，但一份发布在《Physical Review D》期刊的论文却提出另一种解释：如果重力波来源并不是黑洞，而是诸如虫洞的奇特致密天体（exotic compact objects，ECOs）呢？

毕竟天文学家从来没有「实际」观测过黑洞，而是透过大量实验、理论模型与间接观测（某个地方质量异常大、引力异常强等）来推断黑洞的存在与位置；虽然迄今为止，科学家也都没有观察过虫洞存在的证据，但一般认为这是因为虫洞很难和黑洞区分。

虫洞（wormhole）又称爱因斯坦-罗森桥（Einstein—Rosen bridge），是宇宙中一种连接两个不同时空的假想狭窄隧道，1930 年代爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时，假设黑洞与白洞透过虫洞连接，认为透过虫洞可以完成瞬时空间转移或者时间旅行。

和黑洞不同的是，虫洞没有事件视界。在黑洞并合前的最后一秒，重力波振幅会达到峰值，并合后则经历衰荡（ringdown）阶段趋于稳定（振幅急剧减小至零），荷语天主教鲁汶大学的西班牙籍天文学家 Pablo Bueno 与 Pablo A. Cano 认为问题就在于此，由于黑洞事件视界的存在，迄今观察到的重力波讯号都在几分钟后完全消失；但若事件视界不存在，则重力波振荡（oscillation）讯号不会完全消失，而是在一段时间后产生一阵阵回音，类似于你往一口深井大喊后的回音。

爱因斯坦广义相对论中对黑洞的描述是这样：一个质量大到附近物质或辐射都无法逃离其重力场的天体，而黑洞周围存在一种时空曲隔界线「事件视界（event horizon）」，在极巨大重力影响下，黑洞附近的逃逸速度大于光速，使得任何光线都不可能从事件视界内部逃脱。

有趣的是，无论是黑洞还是虫洞，两者经历的衰荡阶段很相似，研究人员说，我们需要进一步确定回音是否存在以区别两种天体。不过我们目前没有合适的理论模型可以参考研究，虽然已有几个团队开始分析 LIGO 原始数据，但研究成果不一定为人接受。总之，时间与技术演进将告诉我们这些回音是否存在，如果结果是对的，将是物理学史上最伟大的发现之一。