90億光年,兩顆超大質量黑洞正在靠近,將于一萬年內相撞?

我們的宇宙是一個處于永恆運動中的宇宙

小到原子大到恒星,所有物質都在無休止的運動中,有運動就會有碰撞,所以宇宙中的天體碰撞星系碰撞也都很常見, 哈勃望遠鏡就拍到過很多次宇宙星系相撞的「交通事故現場」,但比星系碰撞更常見的,是黑洞相撞。

在固有認知裡,黑洞往往相距很遠,因為它們大都是由大質量恒星在晚年坍塌而成的,所以在恒星之間的距離間隔數光年的情況下,黑洞之間也應該間隔數光年才對,因此就像恒星不會發生相撞一樣,黑洞也不應該相撞。

然而天文學界已經證明, 宇宙中是存在大量雙恒星系統的,所以如果雙星系統內的恒星都屬于大質量恒星, 那麼它們在都坍塌成黑洞後就會圍繞彼此公轉,進而在超強引力作用下不斷靠近,最後發生黑洞之間的碰撞融合。

2017年人類首次發現的引力波信號,就是由兩顆大質量黑洞相撞產生的,後來發現的若干次,也都是黑洞相撞,或者黑洞和中子星相撞產生的。

那麼現在有沒有黑洞相撞的實例呢?

答案是有

不久前,天文學家發現90億光年外有一雙超大質量黑洞正在繞彼此公轉並且靠近,而更細緻的觀測結果表明,它們彼此目前的公轉週期只有兩年,也就是說再有1萬年左右,它們之間的距離就會讓它們互相撞上。

一萬年對于人類來說無比漫長,但對于已經存在了138.2億年的宇宙來說,對于這兩顆已經存在了數十億年的黑洞來說, 一萬年不過眨眼之間。

不出意外的話,一萬年後這兩顆超大質量黑洞發生碰撞時,也會在宇宙時空中產生強烈的引力波信號,不過考慮到它們和地球90億光年的距離,等到以光速飛行的引力波信號來到地球后,人類文明很可能已經不存在了。

甚至考慮到90億光年距離帶來的90億年延遲的話,這對名為 PKS 2131-021的黑洞組合可能早已發生了碰撞,只是碰撞信號還在飛來地球的路上而已。

作為目前為止確定的質量最大的黑洞相撞事件,天文學界其實很迷惑這種超大質量黑洞是怎麼形成的。

因為質量超過太陽一億倍的黑洞一般都蟄伏在星系中央,除了星系碰撞外, 基本不存在和其他同等質量黑洞發生碰撞的可能性,而此次發現的即將相撞的超大質量恒星,卻是直接存在于宇宙中的。

天文學界猜測,這種超大質量黑洞最開始可能並不大,只不過在漫長的運動過程中不斷和其他的黑洞發生碰撞融合,所以最終才形成了這個公轉週期僅有兩年的雙黑洞系統。

作為宇宙中最神秘的天體,人類對黑洞其實並不算了解,雖然早在2019年人類就拍到了第一張真實的黑洞照片,但只是隔著5500萬光年用射電望遠鏡瞄了一眼而已,除了確認黑洞吸積盤與理論預測相符外,並沒有其他的大發現。

黑洞難以被研究,其實主要是黑洞以內的情況無法傳出來,因為黑洞的引力在愛因斯坦的廣義相對論裡是可以把光都吸引住的, 而每秒30萬公里的光速恰恰就是我們宇宙的極限速度,所以光子無法把黑洞內部的資訊帶出來,人類未來發射的探測器或者宇航員在進入黑洞後,也不可能再從裡面出來。

其實想真正了解黑洞或者說研究黑洞,最直接的辦法就是人工生成一個黑洞,因為黑洞本質上就是大量物質或者能量堆積于時空一點的產物,只要能量足夠大空間足夠小,黑洞就能在任何地點產生,甚至是在地球上產生。

目前位于歐洲地下的超級對撞機,就是最有可能產生黑洞的裝置,因為它能讓兩個粒子以近光速撞到一起, 瞬間產生的高溫足以和宇宙大爆炸瞬間媲美,等未來對撞機功率進一步加強後,是完全有可能產生微型黑洞的。

由于霍金輻射理論認為微型黑洞的存在時間很短,所以人工黑洞產生後必須把它導入到一個穩定且擁有大量物質可供吞噬的環境中把它養大,等到黑洞徹底穩定後,科學家就能在安全距離之外研究它了。

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