在神秘的宇宙中,一切都在發生,只不過人類無法一一發現而已。據報導,近日,位於美國的雷射幹涉引力波天文臺和位於義大利的室女座引力波天文臺一起,在遙遠的宇宙深處捕捉到了一個時長不足0.1秒的神秘信號,這個信號未來或將幫助人類釐清黑洞的成長歷史。
一個來自宇宙深處的引力波信號
在1916年,人類歷史上最偉大的科學家之一——愛因斯坦,第一次提出了有關引力波的預言。愛因斯坦將引力波描繪成時光彎曲時產生的漣漪,它非常的神秘,雖然出現的時間非常短暫,但是卻攜帶著超強的能量和很多信息。
可以說,在過去的100年時間裡,特別是進入到20世紀50年代之後,人類在宇宙探測方面的發展,很多都是以愛因斯坦的廣義相對論作為引導的。
很多愛因斯坦在100年前留下的預言,在進入到21世紀之後,也都一一被證實,黑洞如此,引力波也是如此。
在2015年,美國的雷射幹涉引力波天文臺成功捕捉到了人類歷史上的第一個引力波信號,通過研究,科學家們表示,這個引力波信號來自於遙遠宇宙中的2個黑洞合併。
多年來,通過不斷研究,科學家們認為,引力波的出現,主要與中子星和黑洞有關。無論是中子星之間的合併,還是黑洞之間的合併,甚至中子星和黑洞之間的碰撞,都可以導致引力波的出現。
那麼,這次在宇宙中發現的這個時長不足0.1秒的引力波信號,是不是也與黑洞或者中子星有關呢?
通過觀測,科學家們發現,這次的引力波來源處,竟然存在著一個質量大約是太陽142倍左右的黑洞。
這次的發現也讓科學家們徹底「傻眼」了,因為在此前的科學研究中,在對於黑洞形成理論的研究中,科學家們認為,恆星級黑洞的質量不會超過太陽質量的100倍,那麼,這個質量明顯「超標」的黑洞又是如何出現的呢?
遙遠宇宙中的一場大碰撞
聯想到引力波的產生,或許與黑洞之間的碰撞有關,科學家們猜想,這個質量是太陽142倍的恆星級黑洞,或許它是由2個恆星級黑洞相撞合併形成的。
果不其然,很快科學家們通過觀測,就找到了相關證據。原來,這個不尋常的神秘黑洞,竟然由質量是太陽85倍和質量是太陽65倍的2個恆星級黑洞相撞產生。
可能看到這裡大家會說,這兩個恆星級黑洞相撞,形成的黑洞不是應該是太陽質量的150倍左右嗎?為何僅有142倍太陽質量呢?
這就與引力波有關了。上文中我們提到過,引力波出現的時候,會釋放出巨大的能量,而當這兩個黑洞相撞後,流失的8倍太陽質量,就是以引力波的形式分散到宇宙之中,並且最終幸運地被人類捕捉到。
新發現或幫人類釐清黑洞成長歷史
黑洞作為愛因斯坦的百年預言之一,人類真正對它的了解,其實也是從21世紀才開始的。這也意味著,人類事實上對於黑洞的了解是非常片面的,無論是黑洞的形成還是黑洞的演化,都存在著很多的謎團。
拿這次發現的超大恆星級黑洞來說,科學家猜想,如果它是由2個恆星級黑洞合併而成,那麼,是不是意味著宇宙中其它超大質量的黑洞,也都與黑洞之間的不斷合併有關呢?更加形象一點來說,就好像是我們玩的那個遊戲「貪吃蛇」,吞食的東西越多,體積也就會變得越大。
科學家稱這種超過太陽質量100倍,但是還沒有達到超大質量黑洞標準的神秘黑洞為「中等質量黑洞」。
有觀點認為,如果未來科學家們有機會在宇宙中發現更多的中等質量黑洞,並且捕捉到中等質量黑洞之間合併所產生的引力波,那麼,則可以推測,或許每個大星系中心位置都會存在的超大質量黑洞,是由多個中等質量黑洞不斷合併所產生的。
這樣一來,就可以解釋為何宇宙中超大質量黑洞很多,但是卻不知道它們來源的問題,畢竟恆星級黑洞在宇宙中是最普遍的居民之一,如果真的是通過它們彼此合併形成的,那麼,很多問題也就都可以迎刃而解了。
當然,最終答案還需要更多的觀測數據幫助我們一一解答,讓我們一起拭目以待,期待早期揭開黑洞的各種謎團吧。