科學家發現 極久遠時代最強黑洞碰撞

2020-09-09 超燃視線

科學家探測到來自極為久遠時代的兩個黑洞碰撞信號。這兩個黑洞碰撞產生了一個新的黑洞，而新黑洞的質量前所未見。圖為黑洞碰撞資料圖，和本文無關。

科學家探測到來自極為久遠時代的兩個黑洞碰撞信號。這兩個黑洞碰撞產生了一個新的黑洞，而新黑洞的質量前所未見。

研究團隊成員之一的美國加州理工學院（California Institute of Technology）Alan Weinstein教授說：「這是自宇宙大爆炸以來人類觀測到的最大的一次爆炸。」

黑洞是極為緻密的天體，其引力強大到甚至連光都不能夠逃離。目前天文學家一般只看到兩種大小的黑洞：一種被稱為恆星黑洞，是在恆星坍塌時形成的，大小相當於一個小城市；另一種是超大質量黑洞，它們質量高達數百萬甚至數十億個太陽質量，整個星系都圍繞它旋轉。

根據天文學家的計算，介於兩者之間的中型黑洞不可能由恆星坍塌產生，因為太大的恆星實際上會消耗掉自身質量，不會坍塌留下黑洞。

法國國家科學研究中心的物理學家Nelson Christensen指出，恆星坍塌不會產生比我們太陽質量大70倍的恆星黑洞。

然而在2019年5月，LIGO和Virgo兩個引力波探測器探測到一個信號，是來自兩個大型恆星黑洞的相互碰撞。一個是太陽質量的66倍，另一個是太陽質量的85倍。碰撞的結果是目前已知的首個中型黑洞，其質量是太陽質量的142倍。

黑洞碰撞中損失的大量能量以引力波的形式出現。引力波是一種以光速傳播的時空波紋。探測器使科學家能夠把引力波轉化為音頻信號，所以科學家實際上聽到了碰撞。

黑洞碰撞合併的劇烈過程只產生了一個持續十分之一秒的引力波信號。Weinstein教授說：「這聽起來就像沉悶的重擊聲。在揚聲器上聽起來確實不怎麼樣。」

然而這個不怎麼動聽的信號卻是前所未有的。這次黑洞碰撞事件發生在大約70億年前，當時的宇宙還只有目前年齡的一半。之所以信號直到現在才被發現，是因為碰撞發生的距離很遠。

科學家在以前觀察到的黑洞相撞都是較小黑洞的碰撞，即使是合併後的黑洞也沒有超過典型的恆星黑洞大小。

Christensen教授指出，科學家們仍然不知道星系中心的超大質量黑洞是如何形成的，而新發現可能提供了線索。也就是較小的黑洞可能合併變成更大的黑洞，進一步合併就能變得更大。

Weinstein和Christensen教授都認為，這次黑洞碰撞涉及的兩個黑洞中較大一個可能是更早時間黑洞合併的結果。

美國巴納德學院（Barnard College）的Janna Levin教授說：「可以想像，這對黑洞的形成方式完全不同。它們可能處於一個遍布死亡恆星的系統中，這使得一個黑洞在掠過時可以捕獲另一個黑洞。」

另一方面，科學家們還無法完全解釋一個黑洞將如何遇到如此多的其它黑洞，以合併變成超大質量黑洞。相反，可能是在大爆炸之後立即形成了超大質量的黑洞。

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