愛因斯坦又對了!科學家探測到黑洞和中子星的碰撞,宇宙兩大極端天體被他成功預言

如果說近代物理史上最偉大的科學家是誰?相信很多朋友都會想到愛因斯坦,沒錯,在人類短短的數百年科學史上,在物理學上的成就最偉大的只有兩個人,一個是牛頓,另一個則愛因斯坦。

牛頓提出了偉大的 萬有引力,告訴我們只要物體有質量,它們之間就會產生引力作用,可是萬有引力無法告訴我們,引力是如何產生的以及引力的速度有多快?直到在1915年, 愛因斯坦創立了廣義相對論,從另一個角度來解釋引力,才讓我們真正搞明白引力的產生機制以及其他的謎團。

廣義相對論告訴我們,有質量的物體會將周圍平坦的空間壓彎,在空間彎曲的過程中,物體之間就會有相互靠近的趨勢,從而產生了引力效應。空間的壓縮和膨脹是我們肉眼無法看見的,可是通過一些儀器卻可以檢測到這種引力效應。

廣義相對論無疑比萬有引力的適應性更強,更能夠解釋引力的各種現象,同時,廣義相對論還預言了黑洞的存在,預言了引力波的存在。

黑洞相信大家并不陌生,它是目前我們認知當中的最強大可怕的天體,黑洞的起源是恒星,大質量的恒星生命走到盡頭之后,發生超新星爆發后,內核就會發生引力坍縮變成黑洞或者中子星。

引力波在宇宙是普遍存在的,它的傳播速度是光速,只要是有質量的物體在運動的時候都會產生引力波,只不過由于它極其微弱,我們在正常情況下很難探測到。愛因斯坦預言了引力波的存在,可是也沒有辦法真實探測到它,直到100年后,我們有了更強大的科技之后,才有了探測引力波的可能。

科學家建造了史上最強大的引力波探測器,通過這個探測器,成功探測到了黑洞合并時產生的引力波,后來又探測到了中子星合并產生的引力波。通過這些例子我們可以看到,即使是使用強大的引力探測器,我們也只能探測到一些強大宇宙爆發現象產生的引力波,例如:黑洞合并,中子星合并等,而那些爆發效應比較弱的引力波,我們還是無能為力。

不管是 黑洞的合并還是中子星的合并都會產生比較強大的引力波,可以被我們探測到,可是我們卻沒有探測到第三類的引力波,那就是黑洞和中子星的合并產生的引力波。難道這類碰撞不會產生引力波?當然不可能, 黑洞中子星上宇宙中最為強大的兩種天體,它們的碰撞融合必然也會產生引力波。

我們之所以沒有探測到此類引力波,主要是因為這種現象在宇宙中比較罕見,發生的次數特別少,可是只要宇宙中發生過黑洞和中子星的碰撞合并,那麼產生的強大引力波就有可能被我們探測到。

功夫不負有心人,經過不斷的努力,去年,科學家終于首次探測到了黑洞和中子星的碰撞產生的引力波信號,是來自于9億光年之外的一個黑洞和一個中子星的碰撞。首次探測到黑洞和中子星的碰撞引力波信號之后,僅僅過去了10天的時候,再一次探測到了另一個方向的相似引力波信號,它是來源于10億光年外的黑洞和中子星的碰撞。

黑洞和中子星的碰撞被我們觀測發現,對于科學家來說是一個振奮的消息,馬上啟動天文望遠鏡對這兩片區域進行電磁波信號的探測,若是能夠探測到電磁波信號,對于我們研究黑洞和中子星的碰撞機制,有著重要的作用,可是在這兩片碰撞區域,我們卻沒有發現任何的電磁波信號,這讓科學家感到不可思議。

要知道,在過去,不管是 黑洞的碰撞還是 中子星的碰撞,除了會產生強烈的引力波信號之外,還會產生強烈的電磁波信號。可是現在,黑洞和中子星的碰撞卻沒有電磁波信號的傳出,這個結果讓科學家產生了極大的興趣,可見,黑洞和中子星的碰撞跟其他的碰撞合并模式還是有很大不同的。

科學家通過研究后認為,黑洞和中子星的碰撞合并過程,有可能并沒有我們想象的那麼爆裂,而是以一種比較溫柔的模式完全合并。這種合并模式更多的類似于吞噬,黑洞吞噬掉中子星,我們都知道,黑洞的強大來源于它的質量產生的強大引力。

而黑洞的強大引力也讓它具備了可怕的吞噬特性,任何物質和天體只要進入它的范圍,都會被它不斷撕裂吞噬,光和電磁波都無法逃逸出來。中子星跟黑洞有著共同的起源,都是由大質量恒星演變而來,在很多方面都有相似之處。

中子星的體積并不大只有數十公里,可是它的質量卻絲毫不亞于一個普通的恒星,中子星即使跟恒星發生碰撞,最終被毀滅撕裂的也基本是恒星,而中子星受到的損傷會非常小。

可是中子星一旦跟黑洞相遇,那碰撞的結果就會發生不同,黑洞強大的吞噬能力讓中子星也無法避免,只不過由于中子星的密度特別大,引力也非常強,黑洞想要完全撕裂吞噬它不是那麼容易,在碰撞融合的過程中,同樣也會產生巨大的引力波以及發生強大的電磁波。

只不過碰撞產生的電磁波無法從黑洞逃逸出來,也無法讓我們探測到,而此次科學家能夠連續兩次發現黑洞與中子星的碰撞產生的引力波信號,說明人類對于引力波的探測能力正在一步步加強,相信在不久的將來,我們還會探測到更多的黑洞與中子星的碰撞引力波信號。

事實上,根據我們對目前宇宙的了解,黑洞與中子星的碰撞合并有可能并不比黑洞與黑洞,中子星與中子星的碰撞合并少,要知道,宇宙中主流的恒星系是雙星系統,也有不少的多星系統,反而是類似于太陽系這樣的單星系統是非常稀有的。

兩顆恒星以上組成的恒星系統,恒星一旦走到盡頭就會發生演變,太陽質量的恒星會演變為白矮星,而大質量的恒星則會演變為中子星或者黑洞。而那些雙星系統以及多星系統,一旦走到盡頭,基本都會發生各種碰撞融合,尤其是在宇宙的早期,這種碰撞融合有可能更多。

我們之所以很少探測到它們的引力波,一個原因是我們的探測能力還比較弱,作用效應不是特別強的引力波我們探測不到,另一個原因則是很多目標離我們較遠,發生碰撞產生的引力波還沒有來到太陽系。不管是哪種情況,科學家能夠探測到黑洞與中子星碰撞的引力波信號,再一次證明了愛因斯坦的偉大,他不愧是科學家公認的科學界第一。

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