LIGO / SXS

哪里没有那些黑洞来自哪里?

这是物理学家目前正在思考的问题革命性的首次探测引力波在2015年夏天。在新的研究中,答案可能是原始.

由大约13亿光年远的两个黑洞发生灾难性碰撞而产生的这一发现,由该发现激光干涉仪引力波观测台(LIGO)并在2月11日宣布,证实了阿尔伯特爱因斯坦100年的广义相对论和预言引力波天文学的新时代.

令人惊叹的精确度,引力波信号 - 称为“GW150914” - 揭示了两个黑洞,一个29太阳质量和另外36个太阳质量,被困在轨道舞中,最终导致它们碰撞和合并为一体。这个信号不仅是引力波的第一次直接探测,也是天文学家第一次“看到”宇宙中最具能量碰撞之一的内脏。而且,最重要的是,LIGO引力波的探测精确地匹配了我们关于黑洞是什么以及它们在合并之前和之后如何行动的理论预测。

6月14日,关于引力波的另一次检测的第二次公告,确认第一次检测不是侥幸。

正如这个具有里程碑意义的发现一样重要,一个谜题迅速呈现出来

一般来说,现代宇宙中最常见的黑洞分为两大类:恒星质量黑洞和超大质量黑洞。你猜对了恒星质量黑洞是在巨大的恒星爆炸成超新星之后形成的。超大质量黑洞,“重达”数百万到数十亿太阳质量,是生活在星系中心的怪物。 (目前有很多工作需要了解黑洞是如何从恒星演化到超大质量的,有些研究发现“中间质量”黑洞可能是“缺失的环节”,虽然如果是这样的话,我们还有一些方法可以解决.)

简而言之,产生GW150914的两个黑洞太大,无法解释为两个恒星质量黑洞碰撞和合并为一体。那么他们是什么样的黑洞?

暗物质线索?

在“物理评论快报”杂志上发表的两篇新论文研究人员试图找出这些前体黑洞的起源,得出的结论是它们可能是在宇宙很年轻时形成的。换句话说,LIGO本可以见证两个原始黑洞的碎片 - 最古老的黑洞。更重要的是,未来类似碰撞的探测可以提供诱人的线索,关于原始黑洞是否构成宇宙缺失质量的大部分(如果不是全部)。换句话说,这些大型物体能否成为天体物理学家正在寻找的暗物质?

一些普遍的演化模型预测了大爆炸后不久黑洞的迅速形成。早期的宇宙充满了密集的物质结,可能在相互的重力作用下坍塌,形成大量的大质量黑洞。虽然黑洞被认为会随着时间的推移而蒸发(通过霍金辐射),许多这些原始黑洞被认为持续存在,膨胀宇宙的缺失质量,创造了对星系和星系团的奇怪观测,这些观测看起来比它们所包含的可见物质更大。

关于这些原始黑洞可以形成的质量范围以及LIGO(以及未来的其他引力波探测器)检测它们的频率存在很多争论,但很明显,引力波天文学这个新兴的时代已经很热了。现代天体物理学和宇宙学最大的奥秘之一。

原始黑洞能成为答案吗?只有时间会给出答案;我们需要检测多很多在我们知道暗物质隐藏的地方之前,这些奇怪大小的黑洞碰撞。

文章最初发表于Discovery News

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伊恩奥尼尔博士

写的

恢复英国太阳物理学家,茶爱好者,毛茸茸的无神论者。 Astroengine.com的出版商。我们是外星人,不要惊慌

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