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奇点科学,170亿光年外的黑洞碰撞

不久前,天文学家发现了两个质量分別为太阳的66倍和85倍的黑洞,它们发生了激烈的碰撞后,形成了一个142倍太阳质量的中等质量黑洞。

这次碰撞损失了相当于9倍太阳质量的能量。其中大部分能量以引力波的形式弥漫在宇宙中,最终被地球上的探测器探到。

这两个黑洞的碰撞非常激烈,它们产生的引力波也是迄今为止科学家探测到的最遥远的。碰撞事件发生在距离我们170亿光年的地方,但它并不是发生在170亿年前,而是发生在70亿年前,当时宇宙的年龄大约为现在的一半。由于宇宙膨胀,碰撞事件的“发生地”才会离地球更加遥远。

这个142倍太阳质量的黑洞对我们至关重要,因为这是人类首次发现的中等质量黑洞。根据物理学理论,中等质量黑洞是由两个或者更多的恒星级黑洞合并而来的,质量介于太阳的10010000倍之间;而恒星级黑洞则是质量小于60倍太阳质量的恒星坍缩形成的,质量约为太阳的数十倍。如果一颗恒星比60个太阳还要重,那最终它会把自己炸成碎片,而不是形成黑洞。根据科学家的说法,这两个质量分别为太阳的66倍和85倍的黑洞可能是在更早的时候由更小的微型黑洞合并而成的

但天文学家还没有找到微型黑洞存在的证据。根据理论,微型黑洞是在宇宙大爆炸之后不久形成的,质量仅相当于一座大山。

中等质量黑洞还有一个成因,那就是和星系级黑洞一样,诞生于宇宙之初,不过这些黑洞诞生的区域没有充足的物质让它成长为超大质量黑洞。不论是恒星级黑洞合并,还是诞生于宇宙之初,这两种情况形成中等质量黑洞的概率都是非常小的。因此,科学家才花了很长时间首次探测到中等质量黑洞。

文章采集自《奇点科学》杂志  2021.03期  p6

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