宇宙引力波的持續出現,兩個宇宙幽靈的碰撞,真正的黑洞有多恐怖

2020-11-08 科學新世界

隨著人類對太空的深入探索,天體物理學家現在已經積累了足夠多的黑洞合併的資料,可以在宇宙歷史上繪製頻率圖。


兩個合併的黑洞的示意圖,這些黑洞產生引力波,這些引力波在物體彼此相對旋轉時向外波動

2019年的6個月內,天文學家觀測到39個宇宙事件,這些事件釋放出了引力波,平均每周超過一個。

自2015年首次識別黑洞以來,觀測站經過不斷地檢測這些由兩個黑洞合併而成的漣漪,隨著對數據的收集,天文學家已經能繪製此類事件在宇宙歷史上發生的頻率。

引力波是時空結構中的漣漪,它是由質量加速而釋放的,尤其是當兩個擁有無限密度巨大質量的黑洞彼此螺旋融合時,它們的詳細特性為阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論提供了無數檢驗的資料,包括迄今為止存在黑洞的最有力證據。



不僅如此,除了電磁波和宇宙射線外,天文學家通過引力波還獲得了一種觀察宇宙的新方法。

第三次運行的雷射幹涉儀引力波天文臺(LIGO)最新數據顯示,他們的前11次檢測實驗,總共觀測到了50個重力波事件。

大多數事件是兩個黑洞的合併,探測器還注意到了兩個中子星之間的碰撞,以及至少一個中子星和一個黑洞的合併。

天體物理學家特別關注涉及中子星的合併,因為它們有望釋放普通光和引力波,這在2017年8月看到的中子星合併中得到了證實。

數據中一些最引人注目的事件已經在一些論文中有描述,其中包括 迄今為止最大的黑洞合併 和最「歪斜」的合併,這是 兩個質量迥異的黑洞相撞。

宇宙中的合併事件中涉及到了大量黑洞,但是天體物理學家還有一個令人驚奇的發現,沒有一個黑洞的重量超過太陽的45倍。

現在,大量的數據使LIGO-Virgo研究人員能夠大致估計平均星系中黑洞合併發生的速度。科學家表明,在一個恆星形成之後,這個速度似乎已經達到了八十億年前的峰值,而後來又有一些變成了黑洞。



該項研究還提供了有關黑洞如何旋轉的信息,這是理解物體合併之前如何相互繞軌道的關鍵。

它表明,在某些二進位系統中,兩個黑洞的旋轉軸未對齊,這意味著它們是分開形成的。

但是許多其他雙星似乎具有大致對準的旋轉軸,這是天體物理學家期望的,當兩個黑洞作為雙星系統開始其運轉周期時,其巨大的能量會散發出強大的引力漣漪而被天文學家所觀測。

隨著黑洞研究的繼續進行,相信人類總有一天會洞悉宇宙所有的秘密。

相關焦點

  • 宇宙引力波的持續出現,兩個宇宙幽靈的碰撞,真正的黑洞到底有多恐怖
    隨著人類對太空的深入探索,天體物理學家現在已經積累了足夠多的黑洞合併的資料,可以在宇宙歷史上繪製頻率圖。 兩個合併的黑洞的示意圖,這些黑洞產生引力波,這些引力波在物體彼此相對旋轉時向外波動 2019年的6個月內,天文學家觀測到39個宇宙事件,這些事件釋放出了引力波
  • 科學家觀測到中子星與黑洞碰撞產生的引力波
    2015年,科學家首次發現由兩個黑洞碰撞形成的引力波現象。從那時起,引力波的探測變得越來越陌生,科學家迫切希望揭曉其中謎團,目前一支研究小組宣稱,首次探測到有比已知最大中子星更大、比已知最小黑洞更小的天體碰撞產生的引力波。
  • 兩個超大黑洞在未來的可能對撞將產生宇宙最強引力波
    一個距地球25億光年的星系,存在一對超大質量黑洞。環繞這對黑洞的暖氣體和明亮恆星暴露了它們的位置根據天文學家的觀測,這兩個黑洞在不斷靠近的過程中,泛起的引力波漣漪將穿過周圍的時空。這些宇宙漣漪將與尚未被探測到的來自其它超大質量黑洞的引力波背景噪音結合在一起。
  • 最新研究發現黑洞與蟲洞的碰撞也會產生豐富的引力波
    然而,最近的一項研究發現,黑洞與蟲洞的碰撞也會產生豐富的引力波。8月27日,據國外媒體報導,一個國際研究團隊在假設蟲洞存在的前提下,模擬分析了5倍太陽質量黑洞穿過200倍太陽質量的蟲洞。結果表明,黑洞可穩定穿越蟲洞,在黑洞進入和離開蟲洞的過程中,會出現迄今從未探測到過的特殊引力波信號。黑洞為何會「落入」蟲洞內?所發出的一種特殊的引力波是什麼樣的?
  • 天文學家有史以來第一次發現兩個黑洞在宇宙中碰撞後發出耀眼的光
    黑洞的碰撞產生的動靜是如此的巨大,它扭曲了時空的結構,發出的引力波席捲整個宇宙。引力波席捲地球,經過微調探測器讓我們能夠以足夠的精度「聽到」這些碰撞。但是,我們依然無法「看到」它們。黑洞以巨大的引力吞噬了光和輻射,所以這些合併對我們來說還是看不見的。
  • 宇宙中14%的大質量恆星註定要以黑洞的形式碰撞
    圖源:原文 愛因斯坦的廣義相對論預言了黑洞會形成、甚至相撞。他亦預言了相撞會產生引力波。但這有多常發生?我們又可以推算這涉及多少恆星嗎? 範德堡大學的物理學家嘗試在最新的研究中,找出其中的答案。 在2015年LIGO(雷射幹涉引力波天文臺)首次探測到引力波後,他們就引領全球步入了天文學的新時代。那些引力波源自約13億年前兩個大質量黑洞的碰撞。這再一次證明了愛因斯坦的理論是對的。
  • 新引力波發現全過程:人類首次「看見」引力波 從此對宇宙有了感知
    與過去的引力波觀測相反,這次可以通過常規光學望遠鏡檢測到,從而使科學家對這個宇宙碰撞有前所未有的深入了解。這是由於之前所有四次檢測都來自黑洞的合併,而黑洞是不發光的。但此番這些波浪是由兩個遙遠的中子星暴力碰撞造成的,碰撞之後產生超密物質。當這兩個物體結合在一起時,它們彼此急速地相互纏繞,形成一個巨大的火球,用地球上的望遠鏡也可觀測到。
  • 來自黑洞的碰撞?科學家捕捉到巨大引力波
    據西班牙《國家報》網站9月2日報導,兩個相距數千公裡的探測器捕獲到了同一個對應於有史以來觀察到的最強大引力波源的信號。正如愛因斯坦在一個多世紀前所預言的那樣,宇宙中最猛烈的現象會產生這些時空的漣漪,它們以光速向各個方向傳播,就像石頭扔進池塘裡濺起的漣漪那樣。報導稱,上述信號是在2019年5月21日被捕獲的,僅持續了1/10秒。
  • 引力波是宇宙初生時的「啼哭」。
    引力波會以光速向外傳遞;宇宙那麼大,我想去看看;若你在宇宙旅行會遇見到處充斥在宇宙中的引力波,就像你在湖中划船,水波如影隨形。,並找到了引力波,就好像擁有了「天眼」可以飽覽宇宙無盡的奧秘。(LIGO-Virgo組成的三角測量系統)(自2015年以來,這些設施已經發現了11個極端宇宙事件,包括10個黑洞合併和一個中子星碰撞事件。)
  • 引力波探測器或許檢測到了中子星和黑洞的碰撞
    在啟動第三次觀測後,室女座引力波探測器和兩個雷射幹涉引力波觀測站已經探測到了5個潛在的引力波信號。包括3種可能的碰撞,黑洞之間的的碰撞,一對中子星的碰撞,中子星與黑洞的碰撞。雷射幹涉引力波觀測臺和室女座科學聯合會正在幾近實時地公開發布他們的探測結果,這樣世界各地的天文學家就可以立即跟進自己的觀測結果。
  • 人類首次直接探到引力波:黑洞碰撞引發-人類,引力波,黑洞,探測...
    13億年前的地球充其量還只有低等生命的存在,然而那時候遙遠外太空裡一顆質量為29倍太陽質量的黑洞與另外一顆36倍太陽質量的黑洞緩慢地靠近了,它們相互繞轉,最後碰撞併合在一起,並撥動宇宙的琴弦——發出引力波。引力波以光速傳播,在走了漫長的13億年後,如今正強烈地撥動著2016年地球人的心弦。
  • 這是宇宙超級文明的一次黑洞實驗?100億光年外發現黑洞合併,歐空局發布黑洞合併產生的超強引力波
    我們目前已經知道在100億光年外有兩個處於合併期的黑洞,最新的計算表明,21年內這兩個黑洞會發生合併,這是一次前所未有的機會來研究時空漣漪。為了模擬時空漣漪的出現,歐洲空間局近日發布了一個計算機模型來模擬宇宙時空漣漪的出現,即兩個超大質量黑洞碰撞的場面,可以揭示宇宙在140億年前是如何誕生的。
  • 科普中國詳解引力波:兩個黑洞的「火拼」
    或許你已經聽膩了黑洞,生活中時不時的會聽到某某黑洞爆發了,某某黑洞吞吃恆星了等等。但是這此發現卻有些不同,兩個天體都是黑洞,互相繞轉,最後合併。這聽起來像是一場黑吃黑的火拼,甚至有點兒像港片裡熟悉的火爆場面。黑洞合併產生了非常強烈的時空振蕩,所以我們遙遠的地球才觀測到了。
  • 宇宙深處傳來信號,兩個黑洞發生了碰撞,合併在一起
    雖然黑洞難以觀測,但是它們確實是存在,而且數量可能比較多,在我們銀河系的中心就有一個質量約為太陽的但是在2015年,這個質量大約為太陽質量9倍的黑洞開始變得活躍,吞噬周圍的恆星,並發出各種射線,為我們監測黑洞的存在提供了途徑。既然黑洞引力非常大,吞噬周圍物質、吞噬恆星的情況時有出現,是否會有一些黑洞吞噬黑洞,或者兩個黑洞發生碰撞的情況呢?如果兩個黑洞發生碰撞,情況又是怎麼樣的呢?
  • 引力波揭示宇宙中最恐怖的天體碰撞
    被一個黑洞吞噬。如果得到證實,這將是首次探測引力波源所揭示的前所未有的一類大災難。來自LIGO和Virgo引力波觀測站的研究人員報告了在天文學家使用的公共資料庫中檢測出的候選事件。科學家們仍在對數據進行分析,以驗證什麼產生了引力波。
  • 科學:引力波探測到最大和最遙遠的已知黑洞碰撞
    導語:一個國際科學家小組已經探測到了引力波,這是由愛因斯坦預測的時空扭曲造成的,這是由於未檢測到的更大和更遠的黑洞碰撞造成的。殘酷的衝擊形成比太陽大的新的約80倍大約9000萬光年遠孔。合併導致了已知最大的黑洞,被稱為發生在7月29日,2017年GW170729事件,我從來沒有見過這兩個黑洞的合併旋轉如此之快。這也是迄今為止觀測到的最遠,蘇珊·斯科特,在澳大利亞國立大學,在參加調查中心的教授說。其他三次黑洞碰撞於2017年8月9日至23日發現,發生在3000至60億光年之間。由此產生的黑洞的大小比我們的太陽大56至66倍。
  • 引力波碰撞「生」黑洞
    球面波和平面波引力波是大質量物體(如黑洞、白矮星等)運動、碰撞時產生的時空漣漪。大多數引力波都是球面波,就是說,當它們向外傳播的時候,就像球膨脹起來一樣,以一個點為中心,向四面八方均勻地傳播。引力波傳播越遠,強度越小——譬如說,兩顆白矮星碰撞,在碰撞點引力波本來是很強的,但傳到我們遙遠的地球上,強度就衰減到僅能讓長4千米的引力波探測器伸縮大約一個質子直徑的千分之一了。
  • 什麼是引力波,宇宙中引力波隨處可見嗎,探測引力波動的意義
    2016年探測到了引力波,只能說是運氣特別好,有兩個質量超級大的黑洞發生了碰撞,或者是兩個合併了,黑洞是一個星體和我們的地球差不多,但黑洞的質量非常大,是太陽的幾十上百倍,但體積和地球差不多!當這樣的兩個星體發生碰撞時,產生了巨大的引力波,就和我們往池塘裡,扔了一顆石子,產生了水波原理差不多。
  • 引力波百年預言成真:傾聽宇宙的「聲音」
    當天在華盛頓召開的記者會上,美國「雷射幹涉引力波天文臺」(LOGO)科學家現場播放了來自宇宙的「聲音」。  這個聲音源自於13億年前一個雙黑洞系統的合併。正如LIGO項目組發言人、路易斯安那州立大學物理學家加布裡埃拉·岡薩雷斯所言,那時「多細胞生物才開始在地球上擴散」。
  • 當黑洞與黑洞相碰撞時會發生什麼?
    似乎就在近幾月,乃至近幾年間,出現了很多關於黑洞的討論,然而雖然這些神秘的宇宙現象已經被研究了近一個世紀,卻還留有一些未被解釋的問題。一個黑洞的引力是如此的強大,以至於光都無法從中逃脫,當然其中的秘密也亦如此。2016年年初,科學家們做出了一個驚人的發現,人們第一次探測到了引力波,這意味著兩個黑洞已在遙遠的宇宙中的某處碰撞。