兩個(gè)黑洞相互碰撞。這種力量可能已經(jīng)足夠強(qiáng)大，可以將產(chǎn)生的物體引導(dǎo)到深空。

圖上兩個(gè)黑洞可能已經(jīng)合并，具有足夠的能量將由此產(chǎn)生的空洞炸出整個(gè)銀河系。

在過(guò)去的幾天里，我們都在討好我們銀河系黑洞的光輝新形象。但是有那么一刻，我們可能想要停下來(lái)，向宇宙中的一個(gè)孤獨(dú)的鴻溝表達(dá)我們的敬意，這個(gè)鴻溝可能已經(jīng)從它自己的星系中被引導(dǎo)了出來(lái)。

星期四——就在同一天，Event Horizo n Telescope Collaboration為我們帶來(lái)了人馬座 A* 的內(nèi)臟照片 ——天文學(xué)家宣布，在宇宙的某個(gè)地方，兩個(gè)黑洞可以以足夠的力量合并，從而將由此產(chǎn)生的空洞從視線中踢出.

是的，這意味著現(xiàn)在可能有一個(gè)巨大的深淵穿過(guò)宇宙。但不要驚慌。

阿爾伯特愛(ài)因斯坦研究所的博士后研究員關(guān)于被遺棄的虛空研究的維杰·瓦爾馬說(shuō)：“空間非常巨大。黑洞撞上其他東西的可能性非常低?！?. “實(shí)際上，它只是一個(gè)不會(huì)做任何事情的自由黑洞?！?/p>

而且，根據(jù) Varma 的說(shuō)法，這種被稱為 GW200129 的合并很有可能只是將嬰兒黑洞從它的家中炸了一半。“目前尚不清楚黑洞是否一定會(huì)從其宿主星系中彈出，”他說(shuō)?！拔覀兛梢愿邪盐盏卣f(shuō)，如果黑洞是在這些被稱為球狀星團(tuán)的星團(tuán)中形成的……它很可能會(huì)從星團(tuán)中彈出?！?/p>

換句話說(shuō)，被遺棄的深淵本可以繞過(guò)完全隔離——但它幾乎肯定是在某種類型的超高速宇宙航行中。

迷失的虛空之旅

太空中布滿了像我們的銀河系這樣的星系，而星系中也布滿了像我們的太陽(yáng)這樣的恒星。

當(dāng)其中一顆恒星發(fā)生內(nèi)爆，使其所有物質(zhì)都變成一個(gè)奇點(diǎn)時(shí)，就會(huì)形成一個(gè)黑洞。有時(shí)，星系間區(qū)域的恒星聚集在一起，因此增加了黑洞聚會(huì)的可能性。那些混合在一起的黑洞有時(shí)會(huì)在這種危險(xiǎn)的聚會(huì)中跳起華爾茲舞，形成所謂的雙黑洞系統(tǒng)，這意味著它們中的兩個(gè)被鎖定在一個(gè)軌道上。最終，這些軌道往往會(huì)發(fā)生碰撞并迫使跳舞的無(wú)底坑合并。

GW200129 努力遵循所有這些步驟，并且由于開(kāi)創(chuàng)性的激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO），研究人員最近以引力波的形式捕獲了合并的收益。

但是 Varma 和他的團(tuán)隊(duì)想要追隨 GW200129 的旅程，甚至超越在空間和時(shí)間結(jié)構(gòu)中漣漪的巨大融合。Varma 說(shuō)，幾十年來(lái)，專家們認(rèn)為，這種驚天動(dòng)地的黑洞結(jié)合可能會(huì)產(chǎn)生一種稱為速度“反沖”的后坐力。

就是這樣。

當(dāng)任何兩個(gè)物體碰撞在一起時(shí)，物理定律說(shuō)它們的動(dòng)量必須守恒。生成的項(xiàng)目必須保持前兩者的總速度或速度，并繼續(xù)以凈力移動(dòng)。因此，黑洞被認(rèn)為遵循相同的規(guī)則，從而以一定的速度或踢速度向外“踢”合并衍生的空洞。這有點(diǎn)像在電子游戲中開(kāi)槍時(shí)，后坐力會(huì)使你更難擊中目標(biāo)，因?yàn)樗鼤?huì)推擠你的角色。隨后的運(yùn)動(dòng)是由于動(dòng)量守恒而發(fā)生的。

如果黑洞的踢動(dòng)速度滿足所謂的星系“逃逸速度”，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是離開(kāi)那個(gè)星系所需的速度，那么它就會(huì)離開(kāi)那個(gè)星系。

在計(jì)算 GW200129 的速度“踢”時(shí)，Varma 和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)它確實(shí)符合其星團(tuán)的逃逸速度?！叭绻阆敫鼫?zhǔn)確一點(diǎn)，”他指出，“它不一定會(huì)逃脫。有 99.5% 的機(jī)會(huì)逃脫?！?/p>

“自 2007 年左右以來(lái)，人們就知道這些黑洞可以達(dá)到每秒數(shù)千公里的踢速度，”Varma 補(bǔ)充說(shuō)?！暗@是我們第一次能夠從引力波中看到這一點(diǎn)?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)表示，GW200129 甚至可能滿足逃逸速度標(biāo)準(zhǔn)，從而將自己從它所居住的整個(gè)星系中驅(qū)逐出去。然而，“我們無(wú)法確定它來(lái)自哪個(gè)星系或星系團(tuán)，”Varma 說(shuō)，這就是為什么這一點(diǎn)仍然不清楚。作為背景，他給出了大約 85% 的合并逃離類似銀河系領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，但表示它不太可能逃離橢圓星系，因?yàn)檫@樣的宇宙鄰域具有非常高的逃逸速度。

“我們實(shí)際上是在兩年前嘗試過(guò)的，”他說(shuō)?！翱吹?jīng)]有任何信號(hào)顯示出任何可測(cè)量的踢球速度，這有點(diǎn)令人失望。最終看到這種情況發(fā)生是非常令人高興的，而且對(duì)于我們的整個(gè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，這已經(jīng)是很長(zhǎng)一段時(shí)間了。”

重新思考黑洞物理學(xué)

“如果我們發(fā)現(xiàn)像這樣的大踢非常普遍，我們預(yù)計(jì)在第一次合并后不會(huì)保留黑洞，”瓦爾馬說(shuō)。他說(shuō)，這將與為什么一些黑洞真的很重的主要理論之一相矛盾。

計(jì)算機(jī)模擬表明，超新星不應(yīng)產(chǎn)生質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量 45 到 60 倍的黑洞。但是，Varma 解釋說(shuō)，“LIGO 和 Virgo 實(shí)際上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這樣的黑洞?！?/p>

“哪兒來(lái)的？” 一直是天文學(xué)家懸而未決的問(wèn)題。

一種提議的機(jī)制是隨后的黑洞合并，因?yàn)殡S著黑洞的復(fù)合，產(chǎn)生的結(jié)果總是更大。想象氣泡組合成更大的氣泡。也許黑洞會(huì)發(fā)生某種氣泡效應(yīng)。

但是，正如 Varma 解釋的那樣，如果一個(gè)來(lái)自合并的黑洞被踢出它的星系，甚至是星團(tuán)，它可能無(wú)法再次合并。它會(huì)……有點(diǎn)迷失。“我們可能不得不重新考慮我們的天體物理模型，”他說(shuō)，如果黑洞合并產(chǎn)生的超高反沖速度無(wú)處不在的話。

流氓超大質(zhì)量黑洞？

到目前為止，關(guān)于踢速度，我們一直在談?wù)摬槐徽J(rèn)為是超大質(zhì)量的黑洞。超大質(zhì)量黑洞就像讓我們的宇宙繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的引擎，將每個(gè)星系鄰域固定在一起。例如，錨定我們銀河系的 SgrA* 是一個(gè)超大質(zhì)量空洞。

這帶來(lái)了一個(gè)壓力很大的問(wèn)題：合并星系，也就是合并超大質(zhì)量黑洞，會(huì)帶來(lái)速度沖擊嗎？

“在這種情況下，最終的黑洞實(shí)際上可以從整個(gè)星系中彈出或從其中心移開(kāi)，”瓦爾馬說(shuō)?！袄?，這可能導(dǎo)致沒(méi)有中央超大質(zhì)量黑洞的星系。” 但是，我們?nèi)匀粵](méi)有真正的此類事件的具體證據(jù)。

如果仍有一部分人因?yàn)楹诙幢ㄟM(jìn)入銀河系的可能性而堅(jiān)持認(rèn)為黑洞正在穿過(guò)宇宙，那么這項(xiàng)新研究的研究小組會(huì)提供額外的寬慰?！拔医?jīng)常被問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題，”Varma 說(shuō)，“我們是否應(yīng)該期待天氣預(yù)報(bào)中出現(xiàn)黑洞。但是，我的意思是，我們也能夠測(cè)量速度的方向?！?/p>

“在這種特殊情況下，它實(shí)際上是指向遠(yuǎn)離我們的?！?/p>