70億年前發生的故事,被科學家成功破解,這個引力波不簡單!

2020-11-22 騰訊網

去年五月份的時候,科學家們探測到宇宙中一個強烈的引力波信號。在短短的一百毫秒內,這起引力波釋放出來的能量足以在地球上掀起萬丈海浪。這也是人類探測引力波以來,第一次探測到如此強烈的引力波。前段時間,來自美國的科學家經過一年時間的研究,終於將這個引力波神秘的面紗揭開了一點。究竟這個引力波到底是什麼東西呢?對我們人類社會又有什麼影響呢?

簡單來說,當一個天體的質量足夠大,對引力範圍內質量較小的天體產生引力時,就會使得這個天體的運動軌跡產生影響。當這些天體運動軌跡偏移的曲率變大時,就會以波的形式向外界釋放能量。而這個波,就是引力波。早在一百萬之前,偉大的科學家愛因斯坦就通過自己對廣義相對論的研究,就預測了引力波的存在。直到一百年後,人類才第一次直接觀測到引力波的存在。

雖然我們在晚上眺望夜空時,覺得宇宙中除了各種各樣的天體之外空無一物。但是實際上,宇宙會存在一張時空網。愛因斯坦預言的時候,認為引力波就像是我們在池塘邊打水漂時,池面上泛起一圈又一圈的漣漪。我們地球同樣也處於這一片池塘當中,只不過由於我們太過於渺小,而引力波又更加微弱,所以這一百年來科學家們都在研究探測引力波的方法。

目前科學家們普遍認為引力波的存在與黑洞有著重要的關係,因為我們都知道黑洞的質量一般都很大,而且引力也很強。早在2016年的時候,科學家們就已經通過探測儀器精度的進步,探測到一個與黑洞碰撞有關的引力波。但是探測到去年這個信號更強的引力波之後,科學家們更想破解這一信號。這個引力波的能量,大概與8個太陽質量相當,是引力波探測史上最強的一次。

黑洞的形成有幾個原因,其中一個就是恆星的演變。當恆星的壽命走到末期的時候,會面臨一次與質量有關的抉擇。質量較小的恆星會變成中子星或者白矮星,而質量較大的恆星則會發生超新星爆發,隨後因為內部發生坍縮從而形成黑洞。根據科學界們對黑洞的研究,恆星質量大小的標準大概是三個太陽質量左右。

在此之前,科學家們已經研究了大量的黑洞,認為因為恆星演變而來的黑洞質量是存在範圍的。這一範圍大概是3.8到70個太陽質量。而這次引力波的來源,竟然是一個質量高達142個太陽質量的恆星級黑洞。這個黑洞形成的原因是由一個65個太陽質量的黑洞和一個85個太陽質量的黑洞發生碰撞而成,其中丟失的8個太陽質量以引力波的形式釋放到宇宙中去了。

這個「質量超標」的黑洞給科學家們啟發了新的思路,以後會不會有更多超大質量的黑洞出現呢?這個超大黑洞的出現,也給科學家們拋出了更多的問題。

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