活久见!170亿光年外两个黑洞的碰撞,让地球都为之颤动了0.1秒

魅力科学君 2023-10-25 10:39:14

黑洞堪称是宇宙中的饕餮巨兽,它们能够吞噬已知宇宙中所有的物质,甚至连光都不例外,而当两个黑洞相遇时,更是会在宇宙中制造出非常大的动静,以至于即使隔着极为遥远的距离,我们都可以探测得到,比如说科学家就曾发现,170亿光年外两个黑洞的碰撞,让地球都为之颤动了0.1秒,可谓是活久见了。这具体是怎么回事呢?下面我们就来了解一下。

黑洞的碰撞过程可以简单地描述为:当两个黑洞靠得足够近时,它们会相互吸引,并开始围绕彼此旋转,同时会向外辐射出引力波,这些引力波会带走一部分黑洞的能量和角动量,使得两个黑洞之间的距离不断缩小,随着时间的推移,两个黑洞会越来越近,旋转速度也越来越快,并最终碰撞在一起,进而形成一个更大更重的黑洞。

这个过程可以分为三个阶段:“旋进”、“合并”和“衰荡”,其中“旋进”阶段是指两个黑洞以椭圆轨道围绕彼此旋转,并逐渐变为圆形轨道;“合并”阶段是指两个黑洞接触并形成一个单一的黑洞;“衰荡”阶段是指新形成的黑洞逐渐趋于稳定的过程。

这三个阶段都会释放出引力波,其中的“合并”阶段,其释放出的引力波是剧烈的、爆发性的,并因此而更容易被探测到。实际上,此次发现的这两个黑洞的碰撞,正是探测到了它们在“合并”阶段的引力波,这也被称为“GW190521”引力波事件。

“GW190521”最初由激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座干涉仪(Virgo interferometer)于2019年5月21日发现,后续的研究表明,此次引力波事件来自170亿光年外两个黑洞的碰撞,这两个黑洞的质量分别约为太阳质量的85倍和66倍,在经过猛烈的碰撞之后,它们最终合并成了质量约为142倍太阳质量的黑洞。

那么问题来了,这两个黑洞的总质量是151倍太阳质量,为什么新形成的黑洞会少了9倍太阳质量呢?答案就是:这些“少了的质量”其实都以引力波的形式作为能量被释放了出来。

根据爱因斯坦提出的“质能方程”(E = mc^2),质量和能量只是物质的不同属性,它们之间存在着确定的当量关系,我们可以简单地将其理解为,在特定的情况下,质量和能量是可以互相转化的。

需要知道的是,当质量转化成能量时,其释放出的能量其实比很多人想象中的更高,有多高呢?举个例子,相信大家都听说过广岛原子弹,它释放出的能量其实就是来自于核裂变反应中损失的质量,而在整个核裂变过程中,它损失的质量却只有0.9克左右。

然而太阳的质量高达1.989乘以10的30次方千克,而在此次黑洞碰撞中,居然有相当于9个太阳的质量都以引力波的形式作为能量被释放了出来,据此我们完全可以想象出,此次事件释放出的引力波,其能量有多么巨大。

正是因为如此,我们才可以探测到此次事件,而当最强烈的引力波抵达之时,甚至连地球都为之颤动了0.1秒,但我们也不必为此感到担心,因为隔着极为遥远的距离,当引力波抵达地球时,已变得极为微弱,所以这种颤动也极为轻微,其幅度大约只有一个质子直径的千分之一,只有用精密的仪器才可以探测得到,而地球本身当然也不会遭到什么损伤。

值得一提的是,“170亿光年”这个距离,其实是科学家根据描述宇宙膨胀的标准宇宙学计算出来的结果。

实际上,当这两个黑洞发生碰撞时,其所在的位置其实距离我们更近,根据科学家的估算,当时它们与我们的距离大约是93.5亿光年,但由于引力波是以光速传播的,因此它们释放出的引力波抵达地球需要漫长的时间,而在这段时间里,它们合并后的黑洞会因为宇宙膨胀而不断地远离我们,以至于到了现在,它与我们的距离已经达到了大约170亿光年。

如果把宇宙比作一片平静而巨大的海洋,那这两个黑洞的碰撞就好像是在这片海洋中扔进了一块小石子,而它们释放出的引力波就好像是这块小石子激起的涟漪,这些涟漪不断地向外扩散,并越来越微弱,在经过漫长的时间之后,它们中的一小部分终于抵达了地球,似乎在告诉我们,在很久很久之前,曾经有一块小石头被扔进了海洋……或许这就是宇宙的浪漫吧?

78 阅读:25044
评论列表
  • 2023-10-25 23:13

    我一个初中都没有毕业的跑进来,还居然津津有味的看完了。我是不是有一点飘了……[笑着哭]

    铁汉柔情 回复:
    我一个小学都没毕业吧,把它看得明明白白
    落辉煌 回复:
    [静静吃瓜]说明你已经融合了宇宙的一部分
  • 李健 23
    2023-10-25 16:06

    想象一下宇宙我就胸闷[呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑]

    用户11xxx82 回复:
    那是被撑的!
  • 2023-10-25 23:03

    170光年外都看不到,还170亿光年

    天诗人云梦 回复:
    宇宙年纪才138亿岁,
    Mr盛 回复:
    170光时也是个遥远的数字
  • 2023-10-28 14:17

    反正无人能证实,瞎说的也是权威[得瑟]

    思怡 回复:
    因为无法证实!所以可以乱说。
  • 2024-04-15 17:07

    我算了一下,碰撞时,黑洞的远离速度是二十万公里每秒,当时距离地球的距离是93.5亿光年。黑洞的原理不影响引力波对地球的传播速度!但是地球到黑洞之间的空间在膨胀,离地球越近膨胀速度越慢,离地球越远膨胀速度越快,极值是二十万公里每秒。所以这里边就有了一个分叉,空间膨胀本身不影响引力波的传播,即保持光速不变,但引力波前端到地球的距离并没有以光速缩短,而是以光速减去前端处的空间膨胀速度后的速度差缩短。另一种情况是,引力波光速前进,空间膨胀不能对他产生影响!那传播到的时间就是93.5亿光年。

    此经非经 回复: 用户18xxx88
    光到达任何地方都不需要时间。对光来说,宇宙任何地方都是瞬间到达。 人观测才需要时间。
    用户18xxx88 回复:
    没错,但光传过来需要时间,
  • 2023-11-21 00:27

    两大高手对决随手一击威力都影响到一百多亿光年之外!看来荒天帝动不动毁灭几百年光年之内的威力还是不行!

    冬草夏虫不语冰 回复:
    紧张什么,上帝在实验室做个小实验而巳[呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑]
  • 2023-10-26 17:19

    怎么知道地球颤动了0.1秒?不是鬼话是什么?😅😅😅

    就这样吧 回复:
    不是说了用精密仪器探测到的吗
    只要你能吃苦那就会有吃不完的苦 回复: 就这样吧
    说不定只是地球尿急打了个冷颤
  • 2023-11-26 01:05

    记得科普资料上说,一宇宙飞船速度是每秒10万公里,上面发出一道激光射向天狼星,激光速度还是30万,到达天狼星的用时没有变。空间膨胀了,引力波到达地球的时间变多了?

    被妖言惑到的众 回复:
    光速恒定呗。不看参考系的。
  • 2023-10-25 22:54

    170是不是已经超出了可观测宇宙的范围

    地球撞火星 回复: 12345
    你说的是直径,半径是465亿光年
    12345 回复:
    可观930亿光年。
  • AHUA 7
    2023-10-26 18:21

    难怪我看见路边阴暗处有辆车停在那里晃动了蛮久,肯定是黑洞作怪

    抱抱儿 回复:
    对呀,是有一个黑洞[呲牙笑]
  • 2024-04-15 17:15

    如果是170光年的话,振幅会放大一亿倍,甚至太阳系都有可能被撤走吞噬

    被妖言惑到的众 回复:
    振幅放大一亿倍的话,整个银河系从始至终释放的能量都不够。
  • 2024-06-22 22:31

    太遥远的事情了,一光年是光走一年,170亿年意味着170亿年前发生的事,就算是碰撞时的93.5亿年也是太遥远了,人类从猿开始到现在才5000年,不敢想象[点赞]

  • 2024-08-13 03:48

    分分合合不仅仅是黑洞,还有我们的银河系和仙女座星系,既然有融合必然也会有分裂,既然有两个的融合,必然会有多个的融合或者分裂,只不过这个时间过程及其漫长,从开始到结束太阳已经完成了恒星状态,开始其他状态的存在,至于人类已经秒无痕迹消失了,能有现在如此一瞥已经不错了,呵呵[静静吃瓜][静静吃瓜][静静吃瓜]

  • 2024-08-27 10:05

    85+66=142?[笑着哭]

  • 2023-10-25 21:21

    满嘴跑火车胡说八道。

    τ shabu╭☆ 回复:
    你的认知只能停留在地球中
  • 2024-04-15 16:44

    没说用了多久传到地球的!应该大于93.5小于170,但具体是多少,就不知道了,使用宇宙膨胀公式应该能算出来!

  • 2024-06-22 09:23

    有一天一只大手抓住地球直接扔出银河系。

  • 2023-10-25 23:42

    这是哪位大能在吞噬内丹,太恐怖了,难道传说中的真的

    独孤浪人 回复:
    至尊境大能
  • 2023-11-18 19:54

    170亿年之前的事了,还有什么好说的

  • 2024-04-15 22:39

    170亿年前的事,就别报道了

  • 2024-04-15 15:31

    咋吹牛逼都行[汗]

  • 2024-08-13 00:20

    宇宙象一个大圆盘,厚度没有930亿光年。那么,太阳系在圆盘的什么位置呢。以膨胀理论来说,我们是不是在远离将再次形成的奇点呢。如果膨胀理论成立,那还会形成新的奇点……

  • 2023-10-26 07:32

    探测到这一现象!是人类科学进步的标志与成就!!!

    轰天号 回复:
    爱因斯坦真的是跨时代的巨人[打脸]
  • 2023-10-25 21:58

    想一想宇宙,也打这么多年工是为了啥?[笑着哭][笑着哭],

  • 2023-10-26 23:46

    质量能转化成引力波、电磁波(电场、磁场),那么引力波与电磁波是不是有什么关联呢?可不可以相互转化呢?

  • 2023-10-28 20:13

    小编,你就闭着眼胡扯吧!反正没有人活到170亿年。

  • 2023-11-19 12:22

    170亿-93.5亿?这93.5亿光年的距离需要跑接近170亿年亿年?还是黑洞以一半光速的速度与地球相互远离?

    用户10xxx33 回复: 用户10xxx92
    这个速度有点过快了[笑着哭]
    用户10xxx92 回复:
    宇宙在膨胀,比如碰撞时距离为10,现在就是15了
  • 2024-04-15 23:37

    我们的这个宇宙不是产生于130多亿年前吗?这170亿光年外的黑洞是哪个宇宙的?

    洪峰 回复:
    人类可观测宇宙的直径是900多亿光年,这个170亿还不到可观测半径的一半。会出现这样的情况是因为宇宙膨胀,这次碰撞发生的时间是95亿年前,也就是说这次事件的发生地距离我们的距离因为宇宙膨胀增加了75亿光年
  • 2024-06-22 10:26

    地球说:我没擅过,是打尿墙而已。[哭笑不得][哭笑不得][哭笑不得]

  • 2024-08-12 20:50

    狗屁太阳系1光年都没整明白,还170亿,狗屁

  • 2023-10-26 13:22

    证明题:1+1=1。

  • 2023-10-26 05:58

    黑洞再大,也没脑洞大啊!

  • 2023-11-18 21:22

    明明是一秒[得瑟]

  • 2023-11-19 16:11

    量子纠缠[得瑟]

  • 2023-11-25 18:38

    我没法和你抬杠

  • 2024-07-25 08:46

    地球才几十亿的历史

  • 2024-08-12 21:08

    小编扯蛋扯到宇宙上。

  • 2023-10-26 20:45

    我说怎么在路上走着突然颠了一下。

  • 2023-10-26 20:32

    以前不是说可观测的最远是130亿光年吗,你说这170亿有根据吗

  • 2023-10-27 09:13

    170亿年前的事情[笑着哭],黑洞说我都忘却了

  • 2023-10-27 07:59

    170亿光年之外?那么地球是170亿光年后颤动的吗??整个宇宙才180亿年[好生气][好生气]

  • mMm 2
    2023-10-27 13:56

    你天天吹牛逼,你爸妈知道吗?

  • 2023-11-16 00:35

    为什么会是互相旋转?有没有可能直接碰撞在一起?

  • lee 2
    2024-04-15 20:49

    我就想知道,像银心这种级别的黑洞合并,地球会不会碎成渣?

  • 2024-04-14 18:14

    这震撼个毛啊?咋的,你们能去看看啊!

  • 2024-04-16 01:24

    又吹牛逼。

  • 2024-06-22 10:49

    能让地球抖动0.1秒的能量还不大吗?可人怎么没感觉,这宇宙还隐藏着太多的秘密。

  • 2024-06-22 08:04

    又在说糊话了

  • 2024-06-23 11:06

    这都能编出来,满嘴跑火车,跟作者亲眼看见似的。

  • 2024-07-24 09:17

    没懂,黑洞是超大质量的行星,相撞应该是粉碎成尘埃,为啥还会融合成新的黑洞?

    洪峰 回复:
    黑洞为啥叫黑洞,就是因为光都逃不出来,另外黑洞不是行星残骸它是恒星残骸。就算是行星相撞,如果不是条件合适最后也会形成一个新的行星。比如原始地球和忒伊亚相撞,这俩星球大小相近,这一撞最后形成的是现在的地球,剩下的残骸形成了月球
  • 2024-07-24 08:03

    人类永远有一颗八卦的心

  • 2024-07-25 12:21

    宇宙最后变成所有小黑洞,然后都合并了[得瑟][得瑟][得瑟][得瑟][得瑟][得瑟]

  • 2024-07-25 07:08

    黑洞有没有可能是宇宙的癌细胞

  • 2023-10-25 22:53

    93亿年前连太阳都还没形成,何来的我们

  • 2023-10-26 06:54

    能量辐射能不能超过光速

    轰天号 回复:
    引力波都不能[打脸],光速是个常数吧
  • 2023-10-26 15:55

    几千亿光年前?

  • 2023-10-26 19:19

    170亿光年之外。你是怎么知道地球震颤了0.1秒?净瞎扯。

  • 2023-10-26 18:46

    离我们170亿光年,只能让地球抖0.1秒,所以,该吃吃,该喝喝,接着奏乐接着舞,怕个毛啊[呲牙笑]

  • 2023-10-26 15:29

    瞎扯,我咋没感觉到[得瑟]

  • 2023-10-27 08:03

    你想怎么编就怎么编 反正我们也不知道更加无法证实

  • 2023-10-28 11:05

    老夫掘指一算,精准度应该是0.01秒,因为老夫老二都感觉有震感[呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑]

  • 2024-04-15 06:47

    你信

  • 2024-04-15 23:23

    九年义务教育,没有看到陌生字[哭笑不得]

  • 2024-04-16 16:48

    能吹到这超凡脱俗真不易[笑着哭][笑着哭]

  • 2024-04-16 08:02

    瞎忽悠我不要害人

  • 2024-04-18 01:04

    那是我修炼时泄露的一丝波动[得瑟][得瑟]

  • 2024-04-17 16:50

    实际上,都是猜测。

  • 2024-04-17 19:08

    难道不是机器坏了吗

  • 2024-06-23 00:11

    别扯了!!!有几儿用!!!!!

  • 2024-06-22 18:27

    说那么多费劲干嘛?罗里吧嗦不就是水面两个小漩涡道理一样……

  • 2024-06-23 00:15

    准确来说是颤动了0.185秒,我用工地的计算机算过

  • 2024-07-24 04:12

    广义相对论说引力不存在啊

    寡人有疾 回复:
    按广义相对论来说是不存在引力的,这里的引力波是按照狭义相对论中有质量物体引起时空弯曲,黑洞因为质量很大,引起它所在时间严重弯曲,两个黑洞合并过程引起他们所占用时空弯曲震荡,形成时空波动,波动会以光速传播,这个波动目前称引力波。实际传到地球的引力波不止会让地球占用空间震荡,其实时间也是会震荡的,也就是引力波穿过地球那个时刻,地球时间流速也会变慢,引力波穿过地球时刻,空间的压缩可以设计精密仪器测出来,时间流速的微弱变慢就没办法测出来[笑着哭]。按照微观量力理论,因为微观量子瞬间是叠加态的,量子如果按照广义相对论,那么微观粒子导致的时空弯曲也是叠加态,可是时空弯曲没办法叠加态,所以量子理论中引入了引力子这个玻色子来解决微观粒子引力问题,目前一直没有找到引力子这个玻色子,所以标准粒子模型目前看很悬
  • 2024-07-25 08:51

    黑洞既然连光都跑不出来,那这个能量是怎么传出来的[横脸笑]

    被妖言惑到的众 回复:
    引力波啊。
  • 2024-07-24 15:22

    超出银河系,甚至太阳系的科学都是伪科学,砖家们敛财的工具。

  • 2024-07-25 00:54

    瞎编的吧?宇宙才诞生138亿年,170亿光年之外的空间震动就传到地球了?要知道引力波也是以光速传播的

    被妖言惑到的众 回复:
    所以这不是侧面证明空间扩张了嘛
  • 2024-08-13 12:33

    黑洞说不定是强者的丹田,而周围的恒星是灵气球。而其他是未被练化的。

  • 2023-10-31 08:07

    如果是真的,那么能量传输绝对超过光速或者产生了能量粒子跳跃,宇宙就不可能150亿岁,只要找到黑洞蒸发的痕迹就可以说明宇宙在循环,不只是一个寄点的爆炸

  • 2024-04-15 18:28

    光是无形的,怎么会被黑洞吞噬?

    寡人有疾 回复:
    光被黑洞吞噬的问题比较复杂,光到达黑洞事件视界后,因为此位置的时空已经极度弯曲,同时时间流速趋向无限慢,而光是维持光速沿着空间直线运行的,空间弯曲了,光偏向黑洞飞行。但是事件视界处时间流速趋向无限慢,光虽然还是一秒钟近30万公里,但是我们外面观察到的是光接近事件视界表面某处时可能1000万年才前进了30万公里,再一步接近,100亿年前进了30万公里,继续接近,1000000亿年前进了30万公里,接下去光干脆停止不动了 ,就是到达事件视界表面了,光不动了不就是黑了吗?
    寡人有疾 回复:
    如果假设 ,某人有机会到达事件视界后还活着,此时他回过头看外界,外面世界是静止状态,因为外界的光到达此人眼前时,光统统静止不动了。以前物理学家对物质被黑洞吞噬,到达事件视界表面后怎么运动一直有争议,一些人认为过了事件视界后继续向中心下坠,但是永远到不了中心。一些人认为物质会静止在事件视界表面,因为时间流速停止了。一些人认为物体约过事件视界后,会坠入到达中心。目前主流观点是物体会越过事件视界,然后继续向中心下坠,会不会到达中心,目前不知道,因为事件视界后是啥情况不知道,那里没有时间的,空间也是极度弯曲,外界物理参数在那里不起作用[笑着哭]预测大概信息都会停留在事件视界表面,物质继续下坠。物质继续下坠是从恒星塌陷为黑洞推测而来,恒星塌陷形成黑洞瞬间,我们不能认为此时向内塌陷物质会停留不动了,应该会继续下坠随意。所以推测外界后来坠入黑洞的物质也应该是穿越事件视界后继续下坠。
  • 2023-10-26 00:14

    近百亿年前的事了,现在已不知又是什么状态了

  • 2024-04-16 14:18

    赶紧的中国统一世界,好集中资源研究地球探索宇宙和基因强化

  • 2024-06-23 06:00

    胡说八道干嘛?只要你父母不颤抖就好

魅力科学君

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