據(jù)報道,在近期刊登于西班牙《國家報》上的一篇文章,經(jīng)過1年多的研究,科學家們終于揭開了發(fā)現(xiàn)于2019年5月21日的引力波之謎,它的產(chǎn)生和一場發(fā)生于70億年的大碰撞有關(guān)。
有史以來最強大的引力波信號
雖然在去年5月份,科學家們捕捉到這個引力波源信號的時候,它持續(xù)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(chǎn)生的最強大的一場引力波。
什么是引力波呢?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,它通過波的形式,從輻射源(時空彎曲的中心點)開始向外輻射傳播,并且能釋放出巨大的能量。
在愛因斯坦的相對論中,他就曾經(jīng)對引力波進行描述。愛因斯坦當時預言,在宇宙中,會 由于一些劇烈現(xiàn)象讓時空出現(xiàn)漣漪,就好像我們拿起一塊石頭將它扔到水里,水面上產(chǎn)生的漣漪一樣。
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(xiàn),并且和黑洞也有關(guān)系。比方說在2016年,科學家們就在宇宙中捕捉到了一個由于黑洞合并而產(chǎn)生的引力波信號。
自從去年科學家們發(fā)現(xiàn)了這個強大的引力波之后,便一直想要破解它,它碰撞時釋放出的能量,相當于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。
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,終于被揭曉了。通過觀測研究,科學家們表示,這個來自于70億年前的引力波,是由于兩個恒星級黑洞相撞而產(chǎn)生的。
什么是恒星級黑洞呢?簡單來說,就是大質(zhì)量的恒星當走到生命的尾聲,在經(jīng)過超新星爆炸后,就會內(nèi)部坍縮變成一個恒星級黑洞。
截止到目前,科學家們發(fā)現(xiàn)的最小恒星級黑洞質(zhì)量大約是太陽的3.8倍,而最大的則有70倍太陽質(zhì)量那么大。通過計算分析,在現(xiàn)有的恒星級黑洞理論中,科學家們也認為,宇宙中最大的恒星級黑洞質(zhì)量,不會超過太陽的100倍。
70億年之前,在遙遠的宇宙深處,一個質(zhì)量大約是太陽85倍的恒星級黑洞,和另一個質(zhì)量大約是太陽65倍左右的恒星級黑洞相撞,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,并且這兩個恒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(fā)現(xiàn)了一顆質(zhì)量是太陽142倍左右的恒星級黑洞,顯然,它就是70億年前大碰撞發(fā)生后最終的產(chǎn)物。
不過,它的出現(xiàn)已經(jīng)顛覆了現(xiàn)有的恒星物理學理論,也讓科學家們感到不可思議,原來恒星級黑洞相撞,竟然會導致質(zhì)量是太陽100倍以上的恒星級黑洞。
那么,如果是無數(shù)的恒星級黑洞不斷相撞,不斷融合,是不是會導致超大質(zhì)量黑洞的產(chǎn)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后,接下來要解決的問題。
有關(guān)黑洞形成理論的疑問
來自巴倫西亞大學的科學家托尼·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(chǎn)物,也都符合預期,也就是并沒有超出過科學家們有關(guān)于天體研究的理論范圍。
不過,發(fā)生于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,而且通過建模模擬分析,也從未發(fā)現(xiàn),原來恒星級黑洞相撞,竟然會產(chǎn)生超過理論數(shù)值范圍的恒星級黑洞。
這個現(xiàn)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(zhì)量黑洞的真相。因為如果恒星級黑洞每次碰撞融合之后,都會不斷壯大,那么伴隨著時間的推移,不排除它們會形成一個超大質(zhì)量的黑洞。

而且當黑洞的質(zhì)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。對于這個謎團,科學家們雖然還無法理解,但是仍然會繼續(xù)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
《參考消息》9月3日文章《來自黑洞的碰撞?科學家捕捉到巨大引力波》