如果黑洞遇到了另一個黑洞,會發生什麼?

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一個黑洞遇到另一個黑洞往往會發生黑洞合併現象,在合併的過程中由於黑洞質量太大,所以空間會發生明顯的波動,愛因斯坦在百年前把這種情況稱為引力波,從愛因斯坦在百年前預測引力波開始,直到2016年人類才探測到兩顆黑洞合併時產生的引力波信號,這兩個黑洞位於13億光年之外。

由於宇宙中廣泛存在雙恆星系統甚至三恆星系統,所以如果雙恆星系統中的恆星質量都在8倍太陽質量以上的話,這兩顆恆星在生命末期就會坍縮成兩個黑洞。


兩顆黑洞形成後會繞著共同的質點繼續公轉並且產生引力波,但這種公轉會不斷消耗黑洞的動能,慢慢的黑洞就會越轉越慢公轉週期也會越來越短,隨之而來的就是兩個黑洞的距離不斷縮小,這個過程就是旋進。

由於黑洞並不是二維平面而是球體,所以兩個黑洞的距離縮短到一定程度之後就會發生碰撞於融合,最後形成一個質量更大的黑洞,但合併的過程中黑洞會不斷的消耗質量,所以最後形成的黑洞質量並不是原來兩個黑洞的質量之和。

人類目前已經發現了數百個正在合併的黑洞,而被探測到引力波的兩個黑洞質量分別是太陽的29倍和36倍,它們最後形成的黑洞質量是62被太陽質量,有3個太陽質量在融合的過程中被損耗掉了。


宇宙探索未解之迷


一般來說,在空間中運動的兩個單個黑洞相遇的可能性極其微小。不要說黑洞,即使是最常見的恆星,從毫無關係走到一起也幾乎是不可能的。



有可能合併的黑洞都是雙黑洞,也就是早就被引力互相鎖定、互相環繞轉動的黑洞。這類黑洞被發現的據說已經有33對,66個。兩個黑洞在互相環繞轉動(就像雜技“水流星”)的過程中,會發出或強或弱的引力波輻射,這種發射損失了黑洞公轉的軌道能量,使它們的距離縮短。



當距離短到某一數值時,兩個黑洞互相環繞轉動的速度達到每秒幾千乃至幾萬圈,它們的繞轉軌道急劇縮短,伴隨著越來越強的引力波輻射.最後,兩個黑洞會在引力波能量的大爆發中互相合並,形成一個質量更大的、自轉速度更快的黑洞。


小Q奇趣


黑洞相遇併合並在宇宙中是存在的,這種情況一般發生在雙黑洞系統中。

圖:雙黑洞系統

雙黑洞系統是兩顆大質量恆星組成的雙星系統在核聚變燃料消耗殆盡後,發生重力坍縮分別形成了黑洞。兩個黑繞著它們之間的公共質點公轉,在公轉過程中會產生引力波,並消耗其自身動能。隨著動能的消耗,它們的公轉週期也越來越短,相互之間也越靠越近,這個過程被稱為旋進。它們最後會合併成一個黑洞。



合併後黑洞的質量略小於兩個黑洞質量之和,這是因為在合併期間釋放出的引力波消耗了黑洞大量的能量,根據愛因斯坦的質能公式:E=mc²,質量和能量實際上是等價的,所以,消耗的能量等於它們失去的質量。

圖:LIGO原理圖


圖:LIGO,有兩套位於不同地點的系統


,互為應證。

在2015年,LIGO(激光干涉引力波天文臺)證實了引力波的存在。所觀測到的引力波就是由13億光年外的兩個黑洞合併時發出的。這兩個黑洞質量分別為36和29個太陽質量。合併後的質量約為62個太陽質量,損失了約3個太陽的質量。

圖:馬卡仁231星系

還有一種雙黑洞系統是由兩個超大質量的黑洞構成,這源於兩個星系的合併。2015年,NASA公佈了由我國科學家使用哈勃太空望遠鏡發現的馬卡仁231星系核心處為雙黑洞系統。其中的主黑洞質量為1.5億個太陽質量,伴黑洞質量為400萬個太陽質量。伴黑洞被認為是與馬卡仁231星系合併的小星系的核心黑洞。星系合併在宇宙中是經常發生的,銀河系也是由不斷合併壯大的,它可能在30億年後與仙女座星系合併。

圖:哈勃望遠鏡拍攝到的合併中的星系

目前LIGO探測精度還不足以“看到”兩個黑洞距離較遠的雙黑洞系統,只有兩個黑洞相距很近時,其引起的引力波才足夠顯著,才能被LIGO所探知。


講科學堂


黑洞到目前只是個理論預測天體。所有宇宙天體或動力學模型的建立,原則上都必須以精確的宇宙天體測量為基礎,必須測到宇宙中各星球間準確距離、星球的質量和參照速度。

目前,人類對宇宙星球的測量就是光干涉測量。對近處目標可採用主動雷達方式測距、測速。

對於一秒差距的目標採用光干涉測量星體的相對移動速度:用兩個成非常小的角度(幾乎挨著)鏡筒接收目標的星光,然後進行相干測量其干涉條紋移動、單位時間條數和條紋寬度等信息量,再利用三角測距法和已知邊界條件(比如某幾個已知參照目標的干涉譜數據等)。

對超遠目標測量,目前就是星光譜分析法,加上哈勃定理進行目標數據測定。

所以說,宇宙星體測量準確與否,完全靠星光在宇宙時空的“行為方式”來決定。光在地球附近、太陽系內走“直線”而且滯後不算太大,所以測量相對準確。對於光走幾千萬年,幾十億年,百億年,光的“矢量性”可能已不知“去向”了,再加上引力透鏡、光量子共軛路徑等,利用光譜分析加矢量分析法測到的數據,將要打多少折扣,不得而知。

前幾年的引力波測量,用的是上世紀六十年代一老頭使用的方法,叫“鋁棒光干涉測量法”。只不過這個什麼LG測量裝置(據說花了34億美金),用的干涉光源是激光,兩根鋁棒(管)各長4公里。

這個裝置原理是這樣的:將兩根各長4公里的鋁棒(管)“直角”排布在地上;在直角交點處放置一激光源,通過一分光鏡分別同時在鋁棒(管)中各傳輸一束激光(同源相干激光);兩束激光在鋁棒(管)的盡頭各有一反光鏡,將各自的激光束反射回來,然後,在直角交點處交匯形成相干激光干涉;如果兩根鋁棒(管)由於受到引力波影響而使其伸縮長度不一樣,則兩路激光的光程不一樣長,其光程差將形成激光干涉條紋的移動;從而就得知有引力波傳過了鋁棒(管)空間。

這裡的關鍵關鍵在於,引力波對兩根鋁棒的影響不一樣才行。怎麼才能讓引力波對兩根鋁棒影響不一樣呢?那是由於引力波有“矢量性”,正如一顆子彈打過來一樣,有矢量性,有方向性,這樣才能使兩根鋁棒的伸縮長度不一樣。矢量性對於近距離傳播,很有效,但是,遠在十幾億光年的距離上,其矢量性,扯淡了!你可自己大致估算一下,這個LG裝置的精度要達到10的負16方米的測量精度!目前人類的製造精度大致在10的負12次方米。就算你這裝置有這個精度,但是,其信號絕不可能只有1秒不到的持續時間!

實際上,這個裝置是在對比兩個激光閉環的引力波通量所引起的“光譜紅移”。而實際上這兩個激光環的引力波通量基本是一樣的。所以,這個LG的什麼測量結果,有巨大疑問!

我們完全可以基於量子糾纏下的,引力波通量測量方案測引力波。

囉哩囉嗦說了這麼多,無非就是想說,宇宙星際探測,目前,非常不精確!一切什麼這個諾獎探測,那個微波背景測量(這個數據依然是扯淡擬合數據,而且,還與電子設備的熱噪聲混在一起),包括星光光譜測量(可以用晶體將光譜展開,但光源聚焦成問題),都有極大的“不靠譜”成份!所以,黑洞到目前也只是推測。

現在人類確實可把物質分割到質子、中子層次,夸克層次其實仍然不很確定。也就是說,從理論上講,物質聚集到中子星密度可能存在。但是,有一個問題,中子要與質子“成比例”“結婚”才能形成穩定物質,純“中子球”,或中子星不能成為穩定物質。而有質子出現後,則將出現“一序列問題”。所以,物質形成黑洞“前體”---中子星,仍然存在疑問。

假如存在黑洞,則說明物質可以形成比中子星密度更大的物質星體。但是,物質的發展變化從來都是辯證螺旋式的,都是“緻密--稀疏--緻密--稀疏--…”,這樣共存螺旋發展。所以,兩黑洞相撞,也可能形成更緻密的,奇點型黑洞,也可能“土崩瓦解”,迴歸星雲物質。兩種情形都存在。


譚宏21


所謂黑洞現在比較多的認識是星系中心能量體和熵化形態體。一般而言,黑洞出現在星系和恆星中心,這是一種具有兩種能量場(意識場)的天體,所以也是最接近宇宙本質的觀察點:一種是由外而內顯示物質態的能量場,它統合了自身尺度範圍內的所有物質,能級由外而內,這和物質體強力場相同。另一種能量場由內而外,和宇宙終極目標一致,常被稱為暗能量體,它的尺度空間一直在擴大,並不斷創生新的物質。

熵化形態體是一種簡單的能量體,只有一個由外而內的能量場,作用就是吞噬‘過氣’的物質,平衡整個宇宙能量和形式,完成終極目標。


手機用戶56948517968


這個問題誰都沒能觀察到,只能是紙上談兵,但深潭無底的問題用簡單的方法來比喻:用兩個吸塵器,兩個吸口就象接吻一樣互吸看實驗結果,再便㨗的實驗方法那就回家找你老婆做個接吻摸擬實驗,保證諾貝爾獎隨手可得!


手機用戶50428921003


倆旋風撞到一起會融和嗎?如果是自發的,結果會分開。如果是強大外作用力將其扭在一起,引力波相吸,將會被融和。它更像水中旋渦。太陽系有它的意義,象人為什麼而活著?太陽系各星球又為什麼都圍饒太陽轉?生命的意義。其實各人有各人的使命。聽天由命,知道備用。等到人類把颱風颶風給解決了,黑洞的原理也許就等同了。


用戶和言悅色


什麼也不會發生。因為根本就沒有黑洞,觀察到什麼現象都往理論上靠,其實是錯誤的理論。


先生242470081


我覺得,這個問題天文學家也不能給予肯定的回答。一是黑洞是否存在,學界尚有不同聲音。二是如果有黑洞,那麼兩個黑洞相遇是否可能,目前尚無相關消息。所以,此問題就作為問題任其猜想吧。


稀裡糊塗5371


質量同等的黑洞,可以兼容。


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