據(jù)國外媒體報(bào)道，物理學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了四起黑洞相撞事件，并探測(cè)到了它們向地球發(fā)來的引力波，其中包括迄今為止記錄到的規(guī)模最大的一次黑洞相撞。
▲計(jì)算機(jī)模擬的黑洞相撞情景
如今我們知道，宇宙四處的黑洞會(huì)以一定頻率發(fā)生碰撞。一般的黑洞相撞已不再是什么大新聞，如今天文學(xué)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，引力波只是我們用來理解宇宙的另一工具而已。隨著觀察到的引力波事件越來越多，科學(xué)家也在不斷取得新的進(jìn)展。LIGO（激光干涉引力波天文臺(tái)）和Virgo天文臺(tái)已開始將這些事件進(jìn)行歸類，從而進(jìn)一步了解其發(fā)生頻率與原因。
簡(jiǎn)單回顧一下：廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)，特定的天文事件可將質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量，并釋放出引力波，即以光速傳播的時(shí)空漣漪。LIGO天文臺(tái)有兩座長(zhǎng)1英里（約合1.6公里）的探測(cè)器，分別位于美國華盛頓州和路易斯安那州。Virgo探測(cè)器則位于意大利。這些探測(cè)器均利用干涉儀搜尋引力波信號(hào)。簡(jiǎn)單來說，它們先將一束激光分開，再將激光重新合并在一起，擊中探測(cè)器。如果有引力波通過，就會(huì)使兩束激光發(fā)生干涉。該信號(hào)產(chǎn)生的晃動(dòng)程度比質(zhì)子直徑還小。
▲黑洞合并
總的來說，黑洞相撞之后，便會(huì)合并成一個(gè)更大的黑洞，并將多余的質(zhì)量以能量形式釋放出來，以引力波的形式向外傳播。
研究人員對(duì)LIGO和Virgo收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩查，發(fā)現(xiàn)在2017年夏季發(fā)生了四起新的黑洞相撞事件。這幾起事件創(chuàng)造的黑洞質(zhì)量最小為太陽的17.8倍，最大高達(dá)太陽的80.3倍，距地球最近10.44億光年，最遠(yuǎn)89.7億光年。這樣一來，人類已知的黑洞相撞事件已經(jīng)達(dá)到了10次，此外還有一次中子星相撞事件?？茖W(xué)家估計(jì)，在每立方秒差距（即一個(gè)邊長(zhǎng)32億光年的立方體）的宇宙中、每年會(huì)發(fā)生53起黑洞相撞事件。
物理學(xué)家通過三次獨(dú)立分析，在數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了這幾起相撞事件。另外還有14起可能的黑洞相撞事件，不過只出現(xiàn)在了其中兩次分析中。
其中，產(chǎn)生黑洞質(zhì)量達(dá)太陽80.3倍的那次相撞事件尤其有趣。據(jù)佛羅里達(dá)大學(xué)助理教授伊姆雷·巴托斯（Imre Bartos）解釋，科學(xué)家們認(rèn)為恒星坍縮無法產(chǎn)生質(zhì)量超過太陽45倍的黑洞。此外，這個(gè)黑洞似乎在迅速旋轉(zhuǎn)。也許在此之前，有兩個(gè)黑洞先合并成了一個(gè)黑洞，后來又與第三個(gè)黑洞進(jìn)行合并。該事件可能發(fā)生在一個(gè)富含黑洞的環(huán)境中。而銀河系中央附近可能就存在這樣的環(huán)境。
但這種猜測(cè)目前仍不足為信?！暗萀IGO和Virgo觀測(cè)到更多黑洞相撞事件，我們就能進(jìn)一步了解這種‘雙重’合并事件的發(fā)生頻率，”巴托斯指出，“但這是一種非常令人激動(dòng)的可能性。”
對(duì)引力波的進(jìn)一步觀測(cè)將幫助研究人員確定這些事件可能發(fā)生的環(huán)境，以及黑洞接近彼此的原因。但還有更多問題值得我們一探究竟。這些觀測(cè)結(jié)果或可幫助科學(xué)家尋找軸子等理論粒子。此外，黑洞相撞并不是產(chǎn)生引力波的唯一來源，中子星相撞也可產(chǎn)生引力波。雖然科學(xué)家尚未發(fā)現(xiàn)新一起中子星相撞事件，但若能多多觀測(cè)到這一事件，便可為科學(xué)家提供一種判斷宇宙擴(kuò)張速度的新途徑。
可觀測(cè)引力波天文學(xué)在2015年才正式成為一個(gè)新的研究領(lǐng)域，如今正處于令人激動(dòng)的時(shí)機(jī)。新探測(cè)器不久即將上線，對(duì)這些觀察發(fā)現(xiàn)展開獨(dú)立驗(yàn)證。有了更多數(shù)據(jù)，科學(xué)家便可了解到更多新信息。LIGO和Virgo天文臺(tái)將從明年春天起，再次開始收集數(shù)據(jù)。
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