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30亿光年外,两个自转方向相反的黑洞撞在了一起

星空天文  · 公众号  · 科学  · 2017-06-04 14:23

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不只是黑洞——人类探测到第三次引力波事件。

第三次黑洞合并事件模拟图。 LIGO


当两个各自比太阳重几十倍的恒星死魂灵——黑洞,在遥远的宇宙一隅合二为一时,我们的太阳是昏暗的,火星的海浪拍打着岸边的礁石,而地球仍是个不毛之地。


它们以每秒几百次的高速回旋着撞在一起,而它们各自的转速比这还要快上至少10倍。


公元2017年1月4日,地球上的智慧生物听到了来自深空的这一记雷鸣。它以光速从美国华盛顿州汉福德激光干涉引力波天文台的传感器上穿过。而在远不足1秒钟的时间间隔之后,位于路易斯安娜州里弗斯顿的LIGO第二传感器也感受到了这来自时空的同一波震荡。


引力是四大基本作用力中最弱的一种。只有极端宇宙事件才能产生可供感知的引力波。而在大自然中,这样的事件屈指可数,只有超新星爆发,以及中子星和黑洞的合并等寥寥几种。即便引力波足够强大,当它们到达太阳系时,也只会让地球和太阳之间的时空,发生幅度仅有一个原子的扭曲。引力波探测仪,从某种意义上来说,有点像专门用来在宇宙引力之网上探测微小震动的地震仪。


LIGO接收到引力波后会发出一声“啁啾”。这是因为如果把引力波信号曲线转换成音频,听起来就如鸟鸣一般。


这已经是人类第三次探测到引力波。引力波是爱因斯坦在他的广义相对论中作出的科学预言之一。


第三次黑洞合并事件模拟图。 LIGO


此次合并的两个黑洞一个比太阳重19倍,一个比太阳重31倍。合并后形成了一个质量是太阳49倍的大黑洞。由于质能是可以互相转化的,因此损失的质量便以引力波的形式在时空中四散而去。


而这两个黑洞的特殊之处是,它们的自转方向是相反的。根据这条线索,天文学家可以推断出,它们的前身恒星或许来自一个密度很大的星团。


LIGO使天文学家对恒星级黑洞有了新认识。他们发现,由恒星变成的黑洞质量竟然可以如此之大。与此同时,人们也在了解黑洞的演化史方面获得了新的启示。也许中等质量和大质量黑洞都是通过这样的合并过程产生的?星系中心的超大质量黑洞是否也有可能是这样呢?







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