为什么黑洞总是成对出现？13亿光年外持续0.2秒的引力波揭示真相

晓望爷

核心提示：从2015年开始，LIGO宣布陆续发现了40多次黑洞合并，它们都属于双黑洞系统，这些质量为太阳数十倍的黑洞似乎经常以双黑洞的状态出现，有点成双成对的意思。GW150914引力波持续了0.2秒，却释放了宇宙中所有可观测到的恒星总能量50倍以上的能量释放，也堪称一绝。

宇宙印象 深度科普栏目第1105期 2015年，激光干涉仪引力波天文台首次探测到引力波的存在，开启了引力波天文学的探测序幕，让我们有机会接触到数亿光年之外的大质量天体事件。第一个引力波信号GW150914被发现来自13亿光年外两个巨大的黑洞，质量分别是太阳的36倍和29倍，合并后释放了0.2秒的引力波，相当于宇宙所有恒星加起来50倍的能量。

图片解读：GW150914引力波信号来自13亿光年之外

图片解读：GW150914引力波形成于两个黑洞合并

在接下来几次引力波事件中，我们进一步发现了多个黑洞合并案例，换句话说，也只有黑洞、中子星级别的天体合并，才能释放出如此强大的引力波。不难看出，黑洞为什么会合并，这个问题似乎有了答案。爱因斯坦在广义相对论中就预测黑洞的命运，它们最终会通过合并结束一生，变成一个更大的黑洞，在这个过程中会出现引力波。

从2015年开始，LIGO宣布陆续发现了40多次黑洞合并，它们都属于双黑洞系统，这些质量为太阳数十倍的黑洞似乎经常以双黑洞的状态出现，有点成双成对的意思。并非所有恒星都会形成黑洞，只有质量足够大，才能形成黑洞。诸如太阳这样的恒星，是肯定不会变成黑洞的，因为太阳质量不够大。大质量黑洞需要30个太阳以上的质量，此类恒星在演化过程中就处于“头部位置”，能够形成更大的黑洞。头条独家的宇宙印象指出，恒星世界中也有“练级”这么个说法，恒星的终极目标就是变成黑洞，那么恒星就要不断获得质量。

图片解读：黑洞合并能够释放宇宙中最强大的引力波，其次应该是中子星合并，黑洞和中子星也是人类所知道的最强大天体。

图片解读：黑洞合并释放的引力波信号已经达到40多个，那么黑洞的形成之路就是恒星升级的过程

以GW150914中那个36倍太阳质量黑洞为例，形成这样的黑洞需要的质量超过100个太阳质量的恒星；而另外一个29倍太阳质量的黑洞，要形成它就需要40个太阳质量的恒星。合并之后形成一个62倍太阳质量的黑洞，损失3个太阳质量，这些质量转化为能量，形成引力波。问题就出现了，100个太阳质量的恒星哪里找？超过太阳100倍质量的恒星当然是有，但是比较少，比如在R136星团中我们就发现了250倍太阳质量的恒星，Eta Carinae恒星质量也在太阳质量的100倍以上，HD 15558恒星质量为152倍太阳质量，因此宇宙还是有100倍太阳质量以上的恒星。但是要形成这样的恒星，需要恒星之间发生合并，这也是恒星演化中一条非常重要的通道：要想变成黑洞，就要先变成大质量恒星。

GW150914引力波事件给了我们对恒星演化的新认识，科学家估计宇宙中有14%的恒星通过合并的方式形成更大质量的恒星，然后通过超新星爆发形成黑洞。GW150914引力波持续了0.2秒，却释放了宇宙中所有可观测到的恒星总能量50倍以上的能量释放，也堪称一绝。

图片解读：大质量恒星是形成黑洞的基础

这似乎也是在宣告：我终于修炼成功了！恒星也要打怪升级，通过合并增加自己的质量，这可能是宇宙中的生存法则，不论是地球上，还是宇宙中，肉弱强食都是永恒不变的法则，恒星这些没有“生命”的天体也要按此规律进行演化。否则，只能变成矮星，观看其它大质量恒星在宇宙中宣示自己的成功。这些大质量恒星还会演化成黑洞，最终将这些矮星给吞并了。宇宙印象为今日头条独家，其他均为假冒，转载均为非法。

原文地址：今日头条

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