「不該存在」的黑洞出現，震撼整個天體物理學界，它為何又出現了

70億年前，宇宙的年齡只有今天的一半時。

70億光年處，兩個黑洞發生合併，發出撼動全宇宙的引力波，引力波撼動宇宙深空，在2019年5月21日到達地球，這一事件被標記為GW190521。雖然這可能只是宇宙時空中稀鬆平常的一件事，雖然在地球天文臺監測設備持續不到不到十分之一秒，但它包含的有關合併的黑洞的信息，卻震撼了整個天體物理學界。

經過計算，參與合併的兩個黑洞的質量分別是太陽質量的66和85倍，由此產​生的黑洞有142個太陽質量，在此之前人類物理學認為不可能出現這樣的黑洞。

根據愛因斯坦的質能方程E = mc ^ 2，GW19052釋放出的能量，相當於大約八個太陽的質量。這意味著大約八倍太陽質量作為物質湮滅，迸發出引力波，撼動時空，以至於在70億光年外的地球仍可探測到引力波。因此，GW190521不僅是迄今為止引力波探測器記錄的最大規模的事件，也是最遙遠的事件。

不應存在的怪物

黑洞是恆星死亡後形成的緻密天體，但是並不是所有的恆星死亡都會留下黑洞。

黑洞大小各不相同，恆星質量的黑洞的範圍從數個到數十個太陽質量，而超大質量的黑洞的範圍從數十萬到數十億個太陽質量。當重力超過恆星中心核聚變反應產生的力時，恆星質量黑洞就會形成，從而使恆星向內坍塌。

但是傳統理論認為，恆星坍縮不應在太陽質量介於65和120之間產生黑洞。

那是因為在恆星生命的盡頭，一定質量範圍，當一顆垂死的恆星內核非常緻密時，其中心變得如此熾熱，以至於它們開始將光子轉換成成對的粒子和反粒子-這種現象稱為成對不穩定性。這會導致在重力作用下不能坍塌成黑洞。

取而代之的是，經歷「成對不穩定性超新星」，爆炸，會在幾秒鐘內灰飛煙滅，不留下任何痕跡。

新一代的黑洞，或更奇特的東西？

既然在65至120太陽質量之間不應有任何黑洞，那麼它是如何出現的呢？

科學家認為，兩個參與合併的黑洞中較大的一種很可能在此之前是兩個相應較小黑洞合併的結果。

科學家推測，85個太陽質量的黑洞應該是第二代黑洞，是在兩個較小的洞合併形成，也可能是兩顆恆星合併並保持其中一顆恆星核心的結果。但是對於假定的大黑洞，還有其他可能的起源故事。也許它始於一個孤立的雙星系統。在第一顆恆星坍縮成黑洞後，它可能是通過從其伴星中剝離物質而生長的。後來，第二顆恆星也將坍縮，然後最終兩顆星將碰撞並合併，從而在整個時空範圍內傳遞引力波。

只有在有很多黑洞的非常密集環境中，才會發生這種情況。除此之外，它們的自旋沒有對齊似乎也印證這種情況。

當兩顆恆星形成兩個黑洞時，引力起到協調作用，使每個黑洞與其夥伴保持一致。黑洞的旋轉方向應與彼此繞軌道旋轉的方向相同，就像月球繞其自身軸沿與地球旋轉​​方向相同的方向旋轉一樣。GW190521兩個黑洞的錯位旋轉也暗示著引力在合併之前並沒有太多時間來協調。 這表明它們最初並沒有在一起形成，而是生活在一個充滿其他黑洞的環境中。

黑洞直接由恆星塌陷產生的物理原理已經廣為人知，因此科學家需要如何形成黑洞的新理論。

這兩個黑洞是從恆星死亡時產生的恆星質量黑洞中生長出來的，還是通過未知的方式出生？黑洞是在宇宙歷史的很早就形成，還是在星系形成之後恆星死亡才形成？

這一切都不得而知。但是，科學家很高興能處於這個轉折點，只有超越傳統觀念，才能打開宇宙的大門，人類才能一步一步的走向宇宙深空。

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