活久见！100亿光年以外的两个黑洞碰撞

0.1秒的振动，如此短暂又常见的现象，这似乎没什么可稀奇的。但如果产生这0.1秒振动的是地球，并且导致这次振动的源头还在距地球100多亿光年以外呢？

能释放出这样强大能量的没有其他天体——正是宇宙中最强大的黑洞。而且还是两个黑洞“争老大”，所产生的波动，让整个宇宙都为之震撼。2019年，它就在我们不知道的时候悄然发生了。

GW190521引力波信号

需要注意的是，与我们常说的地震不同，这种振动是受到外力冲击产生的波动，会引起物体的形变。像是篮球受到拍打的一瞬间，尽管只发生了微小的形变，但还是被LIGO引力波探测器捕捉到了。

2019年5月21日，距离我们100多亿光年以外的两个黑洞发生了碰撞，并因此融合合并在了一起。在它们碰撞融合的一瞬间，产生了难以想象的巨大能量。这种剧烈的能量爆发引起了时空的扭曲和振动，将引力以波的形式传播出去。

当引力波经过我们所处的时空区域时，它会像一股巨大的漩涡扭曲着周围的时空结构，产生有节奏的压缩和拉伸。这种时空变形在物理学中被称为“引力波探测器效应”，它能够对位于这个时空内的物体形状产生影响。

后来科学家们将这次的引力波命名为GW190521。尽管它只是让地球周围的空间发生了大约千分之一质子直径的变化，但是这仍然是人类有史以来第一次观测到地球及其周围的空间因为引力波而产生振动。

其实，如果把宇宙看作海洋，黑洞合并就像被扔进海洋的小石子，短暂的激起周围小小一片涟漪。而地球就是海洋中某个被这个涟漪边缘碰到的微生物。

引力波信号的产生

2015年，人类首次成功捕捉到引力波信号，这是对黑洞碰撞现象的直接观测。这一发现标志着引力波天文学的诞生，为我们深入研究黑洞和宇宙提供了新的途径。随后，科学家们陆续发现了更多黑洞碰撞事件，这让我们对宇宙中黑洞的分布、演化有了更全面的认识。

通过观测引力波，科学家们得出了一些令人惊讶的结论。他们发现，在黑洞碰撞过程中，数倍甚至数十倍太阳质量的物质会转化为引力波能量的形式释放出来，这产生的峰值功率可达整个可见宇宙的几十倍。这些巨大的能量释放对宇宙带来了巨大的影响，可能使周围的天体产生震动、变形甚至爆发。

其实，自从2015年以来直至2022年底，科学家已经观测到了超过90次的引力波信号。由此看来，引力波信号其实在宇宙中也不算少见。为什么只有GW190521那么为人津津乐道呢？就因为它让地球产生了0.1秒的振动？

GW190521有多特殊

事实不仅如此。一般来说，宇宙中形成引力波的原因主要是两种天体的合并，即中子星和黑洞。其中，双黑洞合并是引发引力波最常见的原因。

宇宙中的黑洞也是分等级的，科学家根据质量，将黑洞划分为了三类：恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。

作为黑洞中最小的一级，恒星级黑洞通常是直接由恒星核坍缩而来。而中等质量黑洞则是来自恒星级黑洞的一次次合并。而根据科学家的观测，GW190521的产生是由于两个质量分别为85倍太阳质量和66倍太阳质量的黑洞合并，但是恒星级黑洞质量的上限一般为50个太阳质量。

因为根据现有理论推导，要是能产生50个太阳质量的恒星级黑洞，至少是比太阳重130倍的超大恒星发生超新星爆发。但是要是达到这种质量的恒星，在发生超新星爆发时会产生正反粒子，从而导致爆发极不稳定，这种爆发往往会把恒星炸的什么都不剩，是不会留下可以坍缩成黑洞的残骸的。

那么这两颗85倍太阳质量和66倍太阳质量的黑洞是从哪来的呢？以现在的科学认知，只有一种解释。这两个黑洞也是由更小的其他恒星级黑洞合并而来的。

但是，在如此浩瀚的宇宙，两个黑洞撞在一起本来就已经不平常了，更何况现在是四个黑洞分别两两相撞后，再合并在一起，这种事发生的概率未免也太低了，真的有可能发生吗？

天文学家认为，或许，在星系中心的超大质量黑洞附近有可能发生。因为超大质量黑洞附近有许多恒星级黑洞，在那里的黑洞密集程度，足以实现刚才提到的多个黑洞重复合并。

总之，黑洞合并是宇宙中一种令人惊叹的现象，它通过引力波的释放向我们传递了宇宙的信息。科学家利用先进的技术和设备对引力波进行观测和分析，以揭示黑洞的性质和宇宙的奥秘。随着技术的发展和观测的不断深入，我们相信将来会有更多关于黑洞合并的发现和突破。

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