LIGO测到最强信号!人类首次发现中等质量黑洞( 二 )
中等质量黑洞的存在有可能帮我们解答一个悬疑已久的宇宙学问题:超大质量黑洞究竟是怎么来的?一种解释是 , 这些庞然大物是由中等质量黑洞反复合体形成的 。
质量断档
有趣的是 , 比起142这个数字 , 科学家们可能会更惊诧于两颗“原生”黑洞里有一颗竟然达到了85倍太阳质量 。
原来 , 恒星之所以能保持稳定 , 是星核中的光子和气体产生向外的压力 , 平衡了向内的引力 。 等到恒星把铁这一类重元素也聚变后 , 产生的向外压力就不足以对抗引力了 。 恒星会在自身重量的作用下坍塌 , 发生核坍缩超新星爆炸 , 进而形成黑洞 。
然而 , 对于更重一些的恒星来说 , 现有的物理学理论还要考虑对不稳定性(pairinstability)现象 。 这是说 , 恒星核中的光子在能量极高时会形成一对电子和反电子 。 这些正反电子对产生的对外压力比光子小 , 使得恒星更不稳定 , 容易发生非常剧烈的爆炸 , 损失掉大量能量 。 根据这样的理论预计 , 恒星是不可能坍缩成65倍至120倍太阳质量的黑洞 , 这个质量范围称为对不稳定性断档 。
那85倍太阳质量黑洞到底是怎么来的?也许 , 它也是由两个质量更小的前身黑洞并合形成的?
LIGO 成员、加州理工学院教授阿兰·魏施坦(Alan Weinstein)说道:“这个天文物理事件提出的问题比它回答的问题还要多 。 ”
Virgo成员、法国国家科学研究中心(CNRS)研究员NelsonChristensen则表示 , 质量落在这个区间的黑洞足以让很多天体物理学家抓耳挠腮 。
甚至 , 这个引力波信号根本就不来自于黑洞?研究人员也在论文里提及了其他“脑洞” , 比如这其实是我们银河系内一颗正在坍缩的恒星 , 或是宇宙早期的宇宙弦 , 但信号与相应理论的吻合程度都不高 。
因此 , 科学家们最后选择采用奥卡姆剃刀原则:最简单的双黑洞并合解释 , 目前就是最好的 。
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