百億光年外兩顆黑洞碰撞合併，竟讓地球振動了0 1秒！影響大嗎？

你能想象嗎? 在百億光年外的遙遠宇宙 兩顆恆星及黑洞的碰撞合併 它們產生的引力波 讓地球時空發生了0.1秒的震動 這到底意味着什麼? 我們生活會因此受到影響嗎? 大家好,這裏是說宇宙,我是愛因斯坦 2019年5月21日 地球所在的時空發生了0.1秒的微小波動 幾乎悄無聲息 但仍被當時最爲先進的引力波探測器 LEGO敏銳地捕捉到 科學家隨後分析了探測到的數據 很快得出了結論 本次引力波的源頭在100多億光年外 兩顆質量巨大的黑洞發生了碰撞 隨之而來的是黑洞合併事件 兩顆黑洞碰撞合併的一瞬間 產生了極爲恐怖的能量 它以引力波的形式傳到地球 甚至相隔100多億光年 仍對地球的時空造成了影響 兩顆黑洞所處的地帶會受到怎樣的破壞 則更是讓人不可想象 隨後科學家們把該次引力波命名爲GW190521 意味2019年5月21日發生的 不過宇宙這麼大 爲何科學家們唯獨這麼關注GW190521呢 它有哪些獨特之處呢 要說明GW190521爲何特別 還得先弄清楚它到底是怎麼來的 首先黑洞是時空曲率大到光都無法從其 視界視界逃脫的天體 通俗地說就是超級巨大質量的天體 產生了無比巨大的引力 以至於黑洞周圍的光都無法逃脫它的捕獲 其中引力是被視爲時空彎曲的現象 由此則可以簡單地理解引力波 作爲引力在空間做加速運動 讓時空產生連續變化的曲率 這一變化會像波浪一樣以光的速度向外傳播 從而形成時空的漣漪 當引力波經過地球所在的空間時 會讓空間發生有節奏的壓縮和拉伸 改變空間內物體的形狀 不過由於宇宙的廣袤 引力波要到達地球需要經過相當長的時間 因此它的能量也大大衰減 它讓地球物體發生形變也相當微小 以至於肉眼難以觀察 而GW190521的特別之處就在於 它的源頭並非兩個尋常的黑洞 兩個超大質量黑洞合併都產生了哪些影響 根據天文學界較爲公認的分類方法 黑洞可根據質量的區別分爲三個種類 恆星級黑洞、中等質量黑洞、超大質量黑洞 在GW190521出現之前 中等質量黑洞的形成一直停留在理論層面的猜測上 但GW190521的出現 這讓分析數據的科學家們十分欣喜 然而科學家們的欣喜迅速轉變爲了驚嚇 因爲GW190521源頭的兩個黑洞的合併 本就不符合原本科學家們發現的宇宙規律 GW190521產生於一個85倍太陽質量的黑洞 與另一個66倍太陽質量的黑洞的合併 按理來說這是兩個恆星級的黑洞 但這兩個黑洞的形成卻分明就在 恆星級黑洞形成的禁區之中 也就是說恆星級黑洞的形成下限 如果大於50個太陽質量的黑洞直接由核坍縮形成 則需要至少比太陽柱130倍的超級恆星發生超新星爆發 而一旦這樣質量的恆星發生超新星爆發 就會形成正反粒子 使得爆炸變得極不穩定 通常情況下都會把恆星炸得什麼都不剩 根本不會留下黑洞或其他的什麼殘骸 而這兩個黑洞的質量皆大於50個太陽質量 這意味着它們絕不是單純從恆星的核坍縮中形成的 科學家們提出了兩種可能性 但每一種可能性都顯得不是那麼可能發生 第一種可能 GW190521的兩顆黑洞各自由黑洞合併形成 但這就意味着需要至少4顆相近黑洞的存在 它們先兩兩合併之後再發生一次合併 第二種猜測則直接推翻了現有的一部分黑洞理論 認爲我們對恆星級黑洞的理解產生了誤差 也許恆星的核坍縮本來就可以產生 以前我們認爲這不可能發生 只是因爲我們沒找到實例 所以這種猜測的最大好處則是可以讓科學家 重新審視現有的黑洞理論 畢竟科學總是在不斷地推翻前遊理論的過程中 緩步前進的 按理來說黑洞這樣質量巨大的物體 可以吸收周圍幾乎一切天體 很難有什麼力量可以撼動它的原型運行軌跡 而如果GW190521的兩個黑洞附近有更大的黑洞 則應該出現兩個黑洞都被更大黑洞吸引的情況 合併軌道也不會出現橢圓形 那麼到底是什麼人類未曾探明的力量 影響了兩個黑洞的合併軌道呢 我們仍不得而知 2015年9月14日 人類第一次觀測到了引力波的存在 它同樣來自兩個黑洞的合併 分別相當於29個太陽質量和36個太陽質量 距離我們13億光年遠 本次引力波到達地球后 造成了地球周圍空間大約千分之一質子直徑的變化 約爲0.00084到0.00085費米 此後直至今日 LIGO觀測臺約觀測到了90多次時空聯誼現象 它們基本來自三類宇宙合併事件 黑洞和黑洞的合併 黑洞和中子星的合併 中子星和中子星的合併 其中雙黑洞的合併佔據大部分數量 也可以說在2015年以來 地球時空已因宇宙引力波的經過被扭曲 改變了90餘次 不過因爲每一次的改變範圍都極其微小 所以並未產生任何實質性的影響 這不僅令人擔憂 若距離地球更近更大的兩個黑洞合併 其爆炸的衝擊會對人類文明造成傷害嗎 已知距離地球最近的三個黑洞 分別是麒麟座V616 距離約爲2800光年 天鵝座X-1 距離約爲6100光年 天鵝座V404 距離約爲7800光年 它們的質量分別爲太陽的9到13倍 10倍 9倍 根據這樣的數據 我們可以稍微放寬心了 首先地球和黑洞的最近距離 無論是2800光年 或是6100光年 7800光年 對於人類來說已經是不可跨越的天線 但對於宇宙來說只是一段很小的距離 不過三個黑洞的質量都很小 且它們各自的周圍不存在特別接近的黑洞 也就是說地球目前還不在任何 已知黑洞可能合併而被破壞的範圍內 且三個黑洞自身吸收星體後釋放的能量 也不足以對地球產生太大影響 三個黑洞也不存在大的坍縮的可能 黑洞的威脅排除了 人類卻還不能完全放下心來 這並非其人憂天 而是宇宙實在太過廣大 太過變幻莫測 除了黑洞之外 超新星爆炸 文明最大殺手 伽馬射線暴 急凍星雲 類星體 一旦地球不小心碰上了一個 只需一秒 人類文明就將灰飛煙滅 不過也多虧了宇宙的廣大 儘管人類可能永遠無法得知它的全貌 但這對人類也是一種保護 愛能克服遠距離 但能量暫時不能 只要距離夠遠 哪怕是最兇殘的伽馬射線暴 我是愛澤斯坦 我們下期再見