全球科学电视:科学家发现一个“不可能”的黑洞

LIGO 和 Virgo 科学合作组织的天文学家观察到两个巨大的黑洞碰撞形成一个更大的黑洞。 这是什么意思。
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在这一集中,Nuala Hafner 采访了澳大利亚国立大学量子科学物理教育中心系的 Susan Scott 教授。

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Nuala Hafner:警告,这个视频相当令人难以置信,即使对于太空书呆子也是如此。 引力波科学家观察到了有史以来最重的两个黑洞系统的碰撞。

苏珊·斯科特教授:这个发现的惊人之处在于,所涉及的三个黑洞中至少有两个是我们所说的不可能黑洞。

Nuala Hafner:是的,我们正在谈论不应该存在的事情。 我警告过你这令人难以置信。 现在,当苏珊·斯科特提到三个黑洞时,她指的是最初碰撞中涉及的两个黑洞,然后是碰撞产生的第三个黑洞。 所以,让我们从前两个开始。 两者都是巨大的,但一个不可能如此。 嗯,所以我们认为,重量大约是太阳质量的 85 倍。 这完全落入了一个被称为上黑洞质量间隙的禁区。 很抱歉在这一点上付出了努力,但是在这个范围内的任何事情都应该是不可能的。 那是因为恒星黑洞是由恒星坍缩形成的。 但是质量在这个禁止范围内的恒星会经历一个称为配对不稳定性的过程,导致它们被炸开。

苏珊·斯科特教授:那么,如果它不是通过恒星坍缩产生的,它是如何形成的?

Nuala Hafner:一个非常好的问题。 黑洞有时被描述为宇宙的真空吸尘器。 因此,一种理论是,我们不可能的黑洞已经吸收了其他黑洞。 斯科特教授把它比作俄罗斯娃娃。

苏珊·斯科特教授:如果你愿意,这个黑洞包含许多较小的黑洞。

Nuala Hafner:但是让我们来看看碰撞。 它是如此猛烈,以至于它产生了引力波,就像时空中的涟漪一样,这就是这个信号所代表的。 去年 21 月 XNUMX 日,LIGO 和 Virgo 天文台发现了它。 但碰撞本身发生在宇宙大约 XNUMX 亿年的时候,大约是现在年龄的一半。 想一想这个想法是多么的不同寻常。 我们说的是黑洞之间非常遥远的碰撞的 XNUMX 亿年前的回声。 在 LIGO 具有非凡的灵敏度之前,我们永远不会在地球的其他振动之上听到它。

苏珊·斯科特教授:碰撞形成了一个更大的黑洞,其质量高达太阳质量的 142 倍。

Nuala Hafner:这使它成为迄今为止通过引力波探测观测到的最大黑洞。 这就是所谓的中等质量黑洞,或 IMBH。 它们被归类为质量为 100 到 100,000 个太阳质量的那些。 这使得它们比恒星黑洞更重,但比通常位于星系中心的超大质量黑洞更轻。 科学家们还不确定超大质量黑洞是如何形成的,但他们非常高兴地确认这个 IMBH 是由这两个相对较小的黑洞合并而成的。

苏珊·斯科特教授:我们很高兴能够首次直接观测到这个质量范围内的中等质量黑洞。 实在太棒了。

Nuala Hafner:引力波可以教给我们很多东西。 令人惊奇的是,直到 2015 年末才检测到第一波。 LIGO 的这一发现被认为是科学最伟大的成就之一。 从那时起,我们对宇宙的理解有了很大的飞跃。 随着探测器灵敏度的不断提高,我们可以期待一些更大的探测器。 这意味着我们需要不断重新思考什么是不可能的。


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