当科学家们最终探测到引力波的存在去年,这不仅仅是一个里程碑式的时刻,证明爱因斯坦一直都是正确的。
这个跨越宇宙的信号被追踪到古代两个黑洞的合并大约13亿年前。忘记世界的碰撞吧——这次合并更加激烈和强大,难以想象——它发生的事实意味着我们可能忽略了一些巨大的事情。
“从根本上来说,检测这是一件大事,因为它证实了一个关键预测爱因斯坦的广义相对论,”天体物理学家詹姆斯·布洛克说来自加州大学欧文分校。
“但随后我们仔细研究了实际结果的天体物理学,两个 30 个太阳质量的行星合并在一起。这简直令人震惊,让我们不禁要问,‘这种大小的黑洞有多常见,它们合并的频率是多少?’”
之后的18个月内LIGO 的历史发现,布洛克的团队对我们所了解的星系和恒星以及它们尾迹中形成的不可熄灭的黑洞进行了理论计算。
在对一种“宇宙库存”进行了数学计算后,研究人员认为我们大大低估了潜伏在太空中的这些黑暗空洞的数量,并表示整个银河系中可能有数以千万计的黑暗空洞。更。
“我们认为我们已经证明我们的星系中有多达 1 亿个黑洞,”布洛克说。
当大质量恒星在生命末期耗尽燃料并自行坍塌时,恒星残骸黑洞就诞生了。
科学家认为大多数此类黑洞的质量与我们的太阳大致相当,但 LIGO 背后的史诗般的黑洞发现的质量要大得多。
这种差异可以通过这些天体在其作为恒星的前世时富含金属的程度来解释。像太阳这样富含金属的恒星在其生命周期中会释放出大量的重元素,从而产生较低的质量当他们的灯熄灭时。
相比之下,重元素较少的恒星在其一生中释放的质量较少,最终产生质量较大的黑洞。
通过计算我们对此类恒星在整个银河系中的存在和分布的了解,该团队能够推断出银河系中黑洞种群的光谱——包括双黑洞它们合并产生了引力波。
“我们对宇宙中恒星的总数以及它们诞生时的质量分布有了很好的了解,因此我们可以知道 100 个太阳质量和 10 个太阳质量应该形成多少个黑洞,”布洛克解释道。
“我们能够算出应该存在多少个大黑洞,最终数量达到了数百万——比我预期的要多得多。”
具体来说,该团队估计存在多达 1 亿个黑洞,其中约 1000 万个黑洞的质量被认为是太阳的 50 倍。
鉴于我们在这里讨论的数字很高,研究人员表示,我们应该期待看到更多的合并现象——这是对 LIGO 如何实现合并的理论解释。已经探测到更多的引力波,而且不止一次,但两次。
布洛克告诉布赖恩·怀特海德:“现在,我们知道这些黑洞合并正在天空的某些广阔区域发生,但精度不高。”橙色国家登记册。
“我们希望能够对它们在天空中的位置进行三角测量,并开始找出它们正在合并的星系。”
与此同时,研究人员表示无需担心——尽管他们的发现意味着夜空中拥有比我们真正理解的更多看不见的、贪婪的嘴巴。
“这并不是说我们需要尽快出去购买黑洞保险;也不是说我们比以前更有被吸进黑洞的危险,”布洛克说。
“宇宙是由这样的东西创造出来的,真是太神奇了。”
研究结果报告于英国皇家天文学会每月通知。