教育新闻网两个巨大的黑洞合并并形成一个更大的黑洞，为天体物理学家提供了迄今为止探测到的最大引力波尖峰，这是一次时空震动碰撞产生的波能，相当于八个太阳。国家科学基金会的激光干涉引力波天文台 (LIGO) 和 Virgo 探测器于 2019 年 5 月 21 日捕获了这个神秘信号，这是一次具有巨大影响的短暂震动。
GW190521，正如信号所标记的那样，只持续了不到十分之一秒。然而，这低估了它到达地球的过程，因为科学家们认为它是由距离我们星球大约 5 千兆秒差距的黑洞合并产生的。
研究人员计算出，这会发生在宇宙年龄大约一半的时候，从而使 GW190521 成为迄今为止探测到的最遥远的引力波源之一的结果。他们认为它是由两个螺旋在一起的黑洞最终碰撞产生的，它们的质量分别是太阳质量的 85 倍和 66 倍。由此产生的黑洞有大约 142 个太阳质量。
它还释放出一股能量，大约相当于 8 个太阳质量，以引力波的形式在时空结构中波动。法国国家科学研究中心 (CNRS) 研究员、处女座团队成员纳尔逊·克里斯滕森 (Nelson Christensen) 表示，“这是 LIGO 和处女座观测到的最大信号。”
黑洞的不同寻常之处在于，它们既没有我们迄今为止所熟悉的那么小，也没有那么大。到目前为止，我们已经知道了恒星质量的黑洞和超大质量的黑洞。前者是在大质量恒星死亡时产生的，通常小于几十个太阳质量。后者的质量是数百、数千甚至数十亿个太阳质量。
然而，这些碰撞的黑洞属于中等质量范围，这是第一次发现这样的例子。它与当前关于黑洞如何产生的理论之一背道而驰，即所谓的“对不稳定性质量差距”，该理论曾表明坍缩的恒星应该无法产生大约 65 到 120 个太阳质量之间的黑洞。
尽管已经有一些可能的理论，但研究人员接下来将弄清楚是什么导致了 85 个太阳质量的黑洞。例如，分层合并可能意味着两个前身黑洞本身是两个更早的、较小的黑洞合并的结果。或者，它可能是更具开创性的东西，引力波的其他来源可能包括宇宙在大爆炸后经历暴胀后产生的“宇宙弦”的共振。
“自从我们第一次打开 LIGO 以来，我们自信地观察到的一切都是黑洞或中子星的碰撞，”加州理工学院物理学教授、LIGO 团队成员艾伦·韦恩斯坦 (Alan Weinstein) 解释说。“这是我们的分析允许该事件不是此类碰撞的可能性的一个事件。尽管这一事件与来自异常巨大的双黑洞合并事件一致，并且不赞成其他解释，但它正在推动我们信心的界限。这可能使它非常令人兴奋。因为我们一直都希望有一些新的、意想不到的东西，这可能会挑战我们已经学到的东西。本次活动有可能做到这一点。”
下一个挑战是试图识别更多中间黑洞，这可能表明它们的存在并不像先前存在的理论所允许的那样罕见。今天发表的一篇论文包括对这一发现更广泛的天体物理学影响的进一步调查。
