在宇宙中，黑洞的合并是一个偶然事件？还是必然的结果

王胜军

合并？难道它们是合作伙伴的关系？也许吧。

激光干涉引力波天文台(LIGO)经过对两个正在合并的黑洞模拟图像的正面观察，正式宣布从前两次的观测运行中，已经发现了10次这样的合并现象发生。(SXS的透镜)

通过LIGO和Virgo干涉仪的观测过程中发现：越来越多的双黑洞合并现象出现。此刻，我们不得不有一些疑问：产生合并现象的黑洞之间有什么共同之处吗?还是说它们完全是随机配对？

双黑洞以及它们的来源

关于双黑洞是如何形成的问题，目前仍然对此存在很大的争议，由于所涉及的黑洞质量比预期的要高，导致这个问题变得更加复杂，

对于双黑洞的讨论，一部分天文学家认为双黑洞是由于大质量恒星已经存在于双星系统中才会出现的现象，同时，另一些天文学家则提出了这样的假设: 在稠密的恒星群中，黑洞会彼此相遇并配对。

另一种可能性则是，双黑洞中的黑洞形成于宇宙早期，跳过了恒星的存在，最终形成了双星。

艺术家们对于两个黑洞在太空中合并现象的见解。(LIGO / T Pyle)

双黑洞合并现象是一个很好的机会让我们去研究双黑洞领域的知识 ，合并的构成属性(如质量)被归为产生的引力波中。

在最初的两次观测中，LIGO和Virgo观测到了10次双黑洞合并，所有被观测的黑洞，其质量似乎出现了从18到84倍之间不等的太阳质量现象。在一项新的研究中，玛雅·菲什巴赫和丹尼尔·霍尔兹(芝加哥大学)探测出双黑洞是如何根据它们的质量进行配对。然而，他们却发现了一些有趣的事情——原来双星中的黑洞彼此之间，可能有着比我们想象中更多的共同点!

潜在的分布

玛雅·菲什巴赫和丹尼尔·霍尔兹试图通过不同的黑洞质量分布来理解双黑洞的配对现象。一般来说，他们考虑了三种情况:

这张图用蓝色显示了，在前两次的探测中，LIGO在双星系统中已经得知，黑洞不存在不确定因素。当黑洞存在不确定因素的时候，通过LIGO探测系统探测到的10次双黑洞合并现象将拥有相同的质量分量。(LIGO-Virgo /弗兰克Elavsky /美国西北部)

1、黑洞的合并是偶然的吗？

2、黑洞质量分布受黑洞内最小质量与最大质量的约束，这个比例在大黑洞质量之间。

3、黑洞质量分布取决于最小值很最大值的质量，这个质量比在大黑洞组成部分和大黑洞总质量，对10个可利用的大黑洞合并观测得到的数据上进行建模应用和设想，菲什巴赫和霍尔茨得出两个主要发现：随机配对是完全不受欢迎的，超大黑洞中的黑洞质量相似的可能性是不相似的5倍，他们还发现系统的总质量也许对超大黑洞的配对没有太大影响作用。

以质量相似的黑洞破灭组成超大黑洞模型一般涉及到大质量恒星双星，也并不排除其他机制，但是菲什巴赫和霍尔茨的认为未来模型可能需要参考超大黑洞的质量比。

当然，这个内容仅仅是基于是个黑洞观察，不管怎样吗，随着现在对狮子座和处女座的更多观察，天文学家不久的将来能够发现这其中的奥秘并且最终解决这个难题。

相关知识

黑洞是一个时空区域，存在宇宙空间的一种天体，它具有极其强大的引力，没有任何粒子甚至像光这样的电磁辐射都不能能从中逃逸出来。（黑洞是时空曲率大到连光都无法从其事件视界逃脱的天体）。

广义相对论预言一个足够紧密的质量可以使时空变形形成黑洞。

事件视界，是空间时间中不可逃逸区域的边界（任何东西和人一旦进入事件视界，就会很快地到达无限致密的区域和时间的终点，物体和人可以通过事件视界落到黑洞中去，但是没有任何东西可以通过事件视界逃离黑洞），尽管事件视界对穿越它的物体的命运跟环境有着巨大的影响，它没有局部可察觉的特征

在很多方面，黑洞就像一个完美的黑体，因为它不反光。

而且，量子场论在弯曲时空中预测视界发射史蒂芬霍金辐射，与温度与质量成反比的黑色物体具有相同的光谱，对于恒星质量的黑洞来说，这个温度大概是十亿分之一开尔文（热力学温度单位），这个导致它基本上无法观察。

作者：Tarini Konchady

FY：Astronomical volunteer team

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原文地址：今日头条