有史以來最強的引力波!科學家成功破解訊號,這是70億年前的故事

據報道,在近期刊登於西班牙《國家報》上的一篇文章,經過1年多的研究,科學家們終於揭開了發現於2019年5月21日的引力波之謎,它的產生和一場發生於70億年的大碰撞有關。

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有史以來最強大的引力波訊號

雖然在去年5月份,科學家們捕捉到這個引力波源訊號的時候,它持續的時間僅有十分之一秒,但是它釋放出的巨大能量,讓科學家們相信,它或許是自從宇宙大爆炸以來,宇宙中產生的最強大的一場引力波。

什麼是引力波呢?從物理學的角度來看,所謂的引力波,就是時空彎曲中的漣漪,它透過波的形式,從輻射源(時空彎曲的中心點)開始向外輻射傳播,並且能釋放出巨大的能量。

在愛因斯坦的相對論中,他就曾經對引力波進行描述。愛因斯坦當時預言,在宇宙中,會 由於一些劇烈現象讓時空出現漣漪,就好像我們拿起一塊石頭將它扔到水裡,水面上產生的漣漪一樣。

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一直到今天,科學家們都在宇宙中去尋找引力波的蛛絲馬跡,引力波會因為多種原因而出現,並且和黑洞也有關係。比方說在2016年,科學家們就在宇宙中捕捉到了一個由於黑洞合併而產生的引力波訊號。

自從去年科學家們發現了這個強大的引力波之後,便一直想要破解它,它碰撞時釋放出的能量,相當於9個左右的太陽,這是非常驚人的,也是科學家們在宇宙中捕捉到的最強大引力波。

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這個引力波是如何形成的?

今年9月初,這個困擾了科學家們1年多的引力波之謎,終於被揭曉了。透過觀測研究,科學家們表示,這個來自於70億年前的引力波,是由於兩個恆星級黑洞相撞而產生的。

什麼是恆星級黑洞呢?簡單來說,就是大質量的恆星當走到生命的尾聲,在經過超新星爆炸後,就會內部坍縮變成一個恆星級黑洞。

截止到目前,科學家們發現的最小恆星級黑洞質量大約是太陽的3。8倍,而最大的則有70倍太陽質量那麼大。透過計算分析,在現有的恆星級黑洞理論中,科學家們也認為,宇宙中最大的恆星級黑洞質量,不會超過太陽的100倍。

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70億年之前,在遙遠的宇宙深處,一個質量大約是太陽85倍的恆星級黑洞,和另一個質量大約是太陽65倍左右的恆星級黑洞相撞,它們可以說是勢均力敵,誰也無法將對方完全吞沒,這場相撞釋放出了大約9-10個太陽的能量,並且這兩個恆星級黑洞也合二為一。

在這個強大引力波來源之處,科學家們也發現了一顆質量是太陽142倍左右的恆星級黑洞,顯然,它就是70億年前大碰撞發生後最終的產物。

不過,它的出現已經顛覆了現有的恆星物理學理論,也讓科學家們感到不可思議,原來恆星級黑洞相撞,竟然會導致質量是太陽100倍以上的恆星級黑洞。

那麼,如果是無數的恆星級黑洞不斷相撞,不斷融合,是不是會導致超大質量黑洞的產生呢?這個問題,如今也成為了科學家們在搞清楚這個史上最強引力波來源後,接下來要解決的問題。

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有關黑洞形成理論的疑問

來自巴倫西亞大學的科學家託尼·豐特表示,在宇宙中,無論是黑洞和黑洞之間的相撞,還是黑洞和中子星的相撞等,最終的相撞產物,也都符合預期,也就是並沒有超出過科學家們有關於天體研究的理論範圍。

不過,發生於70億年前的這場碰撞,卻讓科學家感到疑惑,因為在此前,科學家們從未想過,而且透過建模模擬分析,也從未發現,原來恆星級黑洞相撞,竟然會產生超過理論數值範圍的恆星級黑洞。

這個現象或許可以解釋宇宙中一些神秘黑洞的形成之謎,同時,或許也可以順著這個思路,來徹底揭開超大質量黑洞的真相。因為如果恆星級黑洞每次碰撞融合之後,都會不斷壯大,那麼伴隨著時間的推移,不排除它們會形成一個超大質量的黑洞。

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而且當黑洞的質量足夠大,它吞噬周圍物體的速度也更快,自然成長得也更快。對於這個謎團,科學家們雖然還無法理解,但是仍然會繼續研究,相信過不了多久,這個由多個國家科學家組成的上千人科研團隊,就會揭開這個謎團。

資料來源

《參考訊息》9月3日文章《來自黑洞的碰撞?科學家捕捉到巨大引力波》