距地數十億光年處,科學家發現2個黑洞正在融合,發射大量引力波

2020-11-22 騰訊網

據報導,近日,來自全球引力波探測器網絡的科研人員,連發了4篇文章,公布了迄今為止的50次引力波事件,或類似引力波事件的統計分析報告,表示引力波的出現,一般都與黑洞合併有關。

什麼是引力波?

引力波,也是愛因斯坦的預言之一。在1916年,愛因斯坦第一次在廣義相對論提出了宇宙中引力波的存在 ,愛因斯坦表示,引力波是時空彎曲中的漣漪,通過波的形式,從輻射源向外傳播。

或者,我們可以更加形象一點理解引力波:我們可以將宇宙看作是平靜的湖面,這個時候,在外力的幹擾下,比方說一塊石頭落入水中,平靜的湖面從石頭落水的地方開始,就泛起了陣陣的漣漪,讓平靜的湖面不再平靜,當然,很快,湖面又會恢復如初。這個過程,其實就可以看作是引力波發生的過程。

不過,在愛因斯坦第一次提出引力波後,當時在物理學界,並不被認可,其中主要原因,是因為當時的科學技術和現在相比,還是很落後的,引力波一直都沒有被發現,而且愛因斯坦廣義相對論中的很多理論,也都太超前了,在當時根本就無法解釋,所以,很多人都認為,引力波也是愛因斯坦的「瘋狂想法」之一罷了。

那麼,人類究竟是何時發現引力波的呢?人類第一次發現引力波,是在2015年的9月14日,在經過百年的時間後,人類的科學技術水平有了質的飛躍,特別是進入21世紀,人類對於宇宙的了解越來越深入,探測手段的進步,讓人類終於探測到第一個引力波信號。

那麼,人類發現的第一個引力波,是如何出現的呢?在過去的研究中,科學家們認為,這個引力波來自於宇宙中2顆中子星發生的碰撞。當中子星合併的時候,會發出強烈的電磁信號,引力波也由此產生。

不過,在最新的研究中,研究者則表示,人類發現的第一個引力波,事實上和2個巨大的黑洞融合有關,這是怎麼回事呢?讓我們接著往下看。

數十億光年外的黑洞融合

研究者表示,人類探測到的第一個引力波,是來自於數十億光年外的2個巨大黑洞融合,它們在旋轉中合併,導致時空出現了短暫的漣漪,也就是愛因斯坦在廣義相對論中提到的引力波,幫助人類對於宇宙有了新的認識和了解。

那麼,這兩個巨大的黑洞是如何融合的呢?研究者表示,這兩個巨大的黑洞,都與大質量的恆星坍縮有關,簡單來說,就是它們都屬於較大的恆星級黑洞。

從2017年開始,科學家們就尋找它們融合的線索,最終發現,這對融合的黑洞,之所以旋轉方向和彼此之間環繞的軌道方向都是一致的,或許是因為,它們的前身——2顆大質量恆星,很可能是雙星系統。

這是什麼意思呢?我們都知道,恆星是宇宙中最普遍的居民之一,而雙星系統的數量,在宇宙中至少有50%,也就是說,很多恆星都是誕生於同一片星雲之中,而且共同誕生,所以,從它們出現的那一刻起,它們的自轉等便緊密的聯繫在一起。

甚至若這兩顆恆星的大小差不多,它們的生命演化周期也是相差無幾的,所以,當它們坍縮後,甚至都變成了黑洞,它們仍然會相伴在一起,最終彼此靠近合二為一。

這個發現,也可以解釋宇宙中黑洞和黑洞之間,為何會融合在一起,為黑洞的形成,提供了新的研究方向。

為何要研究黑洞?

黑洞是宇宙中最神秘的天體之一,黑洞的類型有很多,在宇宙誕生後不久,黑洞也隨之產生了,而且在每一個大星系的中心位置,也都有超大質量的黑洞存在。

甚至近年來伴隨著黑洞研究的深入,有觀點認為,黑洞在宇宙中無處不在,而且在我們的周圍,或許也有很多黑洞,只不過由於黑洞本身並不發光,只有當它活躍的時候,才會釋放射線等被人類捕捉到,所以,想要在距離地球很近的地方發現黑洞,並不是一件容易的事。

此外,在愛因斯坦的廣義相對論中,愛因斯坦也曾表示,宇宙中除了黑洞之外,還有白洞和蟲洞,而這三種類型的神秘天體,或許是連接在一起的,未來人類如果搞清楚了黑洞,並找到了尚未證實的白洞和蟲洞,或許就可以隨意在宇宙中穿梭。

所以,黑洞對於人類來說,意義巨大,它不僅會幫助人類文明更進一步,更是宇宙中的關鍵所在,這次的有關黑洞「配對」的秘密被發現後,仍然有很多新的問題待解答,研究者們也將繼續逐一破解,一起拭目以待吧!

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