旋轉(zhuǎn)方向揭開黑洞“配對”秘密 物理學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)引力波

4年前，在幾十億光年外，兩個巨大黑洞在旋轉(zhuǎn)中彼此融合，空間和時間產(chǎn)生了短暫的漣漪，物理學(xué)家因此第一次發(fā)現(xiàn)了引力波。從那以后，科學(xué)家仿佛打開了新大門，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列類似事件。

據(jù)《科學(xué)》報道，近日全球引力波探測器網(wǎng)絡(luò)的研究人員在預(yù)印本服務(wù)器arXiv上，以4篇文章的形式，公布了迄今為止對已發(fā)現(xiàn)的50次類似事件數(shù)據(jù)的首個統(tǒng)計分析報告。報告顯示黑洞——這些大質(zhì)量恒星崩塌時留下的超強引力場，比科學(xué)家預(yù)期的更常見，也更奇怪。研究人員還在報告中揭開了一些謎團，比如這些黑洞在合并之前是如何“配對”的。

上述觀測數(shù)據(jù)部分來自3個被稱為干涉儀的大型L形光學(xué)儀器，其中兩個屬于激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)，第三個探測器是意大利比薩附近的室女座干涉儀(VIRGO)，于2017年加入了尋找引力波的行列。

探測器對黑洞進行普查的新能力，使研究人員能夠探測合并中的一對黑洞是否指向彼此軌道相同的方向，這是一個能夠說明這對黑洞最初是如何聚集在一起的潛在線索。

如果自旋方向與彼此環(huán)繞的軌道方向相同，那么這對黑洞可能是由一對共同誕生的恒星形成的，它們自然地獲得了相匹配的自旋，并且在坍縮之后仍相伴在一起;如果自旋指向與彼此環(huán)繞軌道方向不同，那么這對黑洞可能是最初分別形成后，以某種方式“配對”到一起的。目前，上述哪個形成方式占主導(dǎo)地位仍是研究人員爭論的話題。

特別是，如果一對黑洞的其中一個以與軌道相反的方向旋轉(zhuǎn)，這對黑洞更有可能來自已經(jīng)形成黑洞的混合體。但美國西北大學(xué)天體物理學(xué)家、LIGO成員Maya Fishbach說，很難從單個啁啾信號中確定是否發(fā)生了這種情況。

研究人員通過對這些事件的整體分析，梳理出至少有些黑洞合并涉及反向旋轉(zhuǎn)的證據(jù)。Fishbach認(rèn)為，這一結(jié)果反過來證明了黑洞的形成方式不止一種。

“我們已經(jīng)回答了許多連自己都沒有意識到的問題，但我們提出了更多的問題，這只是科學(xué)的開始。” Fishbach說。(徐銳)