看似不可能的黑洞合并
一项新研究提出,两个超大质量黑洞之间那场看似“不可能发生”的并合事件,或许并没有原先认为的那么违背物理规律。研究认为,参与并合的黑洞实际质量比此前测算的更小。
2023 年 11 月 23 日,激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到时空泛起的微弱涟漪,信号来自一次黑洞并合。这个编号 GW231123 的信号之所以震惊学界,是因为它最初的解读结果显示,一个 140 倍太阳质量的黑洞和一个 100 倍太阳质量的黑洞发生了碰撞。
这一结果让研究人员十分费解。现有的恒星演化模型很难解释为何会形成质量如此巨大的黑洞,更何况这两个黑洞的自转速度看起来还极高。科学家一直在寻找这类特殊双黑洞系统的形成机制。而这支新研究团队提出,其实不必费心解释它的形成原因,因为这两个黑洞的巨大质量只是一种假象。
造成这种假象的核心效应是引力透镜。该效应最早由爱因斯坦 1915 年提出的引力理论,也就是广义相对论预言,引力波同样是广义相对论的推论。广义相对论认为,有质量的物体会扭曲时空,时空是时间与空间一体的四维结构。物体质量越大,时空弯曲程度越强,引力正是由这种时空弯曲产生,弯曲程度越高引力作用越强。
引力透镜效应是指:当背景天体发出的光线经过前方大质量天体附近时,前景天体会扭曲时空结构,让光线的传播路径发生偏折。来自同一个背景光源的光线,会因为偏折程度不同,在不同时间抵达地球。
光线抵达时间的差异,还会放大背景天体的亮度。天文学家早已利用这一效应,观测那些原本过于暗淡、难以直接观测的遥远古老星系。
这支研究团队认为,引力透镜效应同样适用于引力波。他们提出,GW231123 信号就是被引力透镜放大的时空涟漪,透镜效应让黑洞看起来比真实质量更大。
2023 年 11 月 23 日,激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到时空泛起的微弱涟漪,信号来自一次黑洞并合。这个编号 GW231123 的信号之所以震惊学界,是因为它最初的解读结果显示,一个 140 倍太阳质量的黑洞和一个 100 倍太阳质量的黑洞发生了碰撞。
这一结果让研究人员十分费解。现有的恒星演化模型很难解释为何会形成质量如此巨大的黑洞,更何况这两个黑洞的自转速度看起来还极高。科学家一直在寻找这类特殊双黑洞系统的形成机制。而这支新研究团队提出,其实不必费心解释它的形成原因,因为这两个黑洞的巨大质量只是一种假象。
造成这种假象的核心效应是引力透镜。该效应最早由爱因斯坦 1915 年提出的引力理论,也就是广义相对论预言,引力波同样是广义相对论的推论。广义相对论认为,有质量的物体会扭曲时空,时空是时间与空间一体的四维结构。物体质量越大,时空弯曲程度越强,引力正是由这种时空弯曲产生,弯曲程度越高引力作用越强。
引力透镜效应是指:当背景天体发出的光线经过前方大质量天体附近时,前景天体会扭曲时空结构,让光线的传播路径发生偏折。来自同一个背景光源的光线,会因为偏折程度不同,在不同时间抵达地球。
光线抵达时间的差异,还会放大背景天体的亮度。天文学家早已利用这一效应,观测那些原本过于暗淡、难以直接观测的遥远古老星系。
这支研究团队认为,引力透镜效应同样适用于引力波。他们提出,GW231123 信号就是被引力透镜放大的时空涟漪,透镜效应让黑洞看起来比真实质量更大。
评论
登录后即可发表评论。
暂无评论,来抢沙发吧。