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首次“现身”的引力波或源于原生黑洞并合

时间:2016年08月03日 信息来源:中国科技网-科技日报 点击: 【字体:

科技日报北京7月29日电 今年年初,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲引力波天文台(VIRGO)的科学家联合宣布,他们探测到了两个约为30倍太阳质量的黑洞在13亿年前的并合产生的引力波,这一发现被称为“世纪发现”。日本京都大学的科学家在29日的《物理评论快报》撰文表示,这两个黑洞或许为原生黑洞(也称为太初黑洞)而非普通黑洞,如果这一想法获得后续数据支持,它们将是揭开暗物质之谜的关键。


该研究团队假定,原生黑洞在宇宙间随机分布。文章主要作者、京都大学的田中贵大(音译)教授表示:“宇宙诞生之初炙热稠密,当引力塌缩发生在一些极端稠密的区域时,原生黑洞就形成了。与天体塌缩形成的黑洞相比,它们拥有完全不同的起源。”


他们借助广义相对论计算出了目前黑洞并合的频率,结果发现,这对黑洞若是原生黑洞,并且它们占据了宇宙所有暗物质质量的千分之一,那么刚好与LIGO-VIRGO团队关于并合频率的观测数据吻合。


今年年初,约翰霍普金斯大学的西蒙·伯德博士和同事也认为,LIGO侦测到的这两个黑洞可能并非一般的黑洞,而是原生黑洞。他们表示,这两个黑洞的质量与一套“暗物质由这些原生黑洞组成”的理论完美吻合,但一直未有足够证据证明其存在。


科学家们表示,如果它们的确是原生黑洞,或许可以回答“暗物质由什么组成”这一问题。


据悉,这两个黑洞的并合可能也区别于传统的黑洞并合,包括其轨道的形状:原生黑洞可能拥有椭圆形轨道,而普通黑洞的轨道可能为圆形。


LIGO的继任者爱因斯坦望远镜将能看见这两个黑洞,届时它或许能提供更加确定的答案。爱因斯坦望远镜是第三代引力波探测器的概念设计,其灵敏度是目前设备的100倍。伯德说:“更多的来自LIGO和相关探测器包括欧洲引力波卫星LISA的结果将非常有用。”如后续数据支持这一结论,它或许会成为首个原生黑洞的证据。


总编辑圈点


引力波“现身”是天大的好消息,振奋人心的同时继续激荡着学界——它远未结束,而是刚刚开了个头。根据宇宙大爆炸理论,在最初爆炸的几分钟之后,压力和温度非常高,在这种情况下,简单的波动可能导致局部地区的物质密度变大,足以创造一种原生黑洞,这种原生黑洞很稳定,理论上可以保持至今。因此,科学家对引力波发生源的求证很有必要,如同闯迷宫,在没有抵达下一个路口之前,任何分岔路都得走一走。


(作者:刘霞)
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