来源：宇宙解码
4月19日，根据美国激光干涉仪重力波天文台（LIGO）和意大利的处女座干涉仪（Virgo）的引力波数据，物理学家从两个不对称黑洞（即具有两个不同质量的黑洞）的相撞中检测出引力波。这两个黑洞的质量差非常大，一个黑洞的质量是另一个的三到四倍，该碰撞发生在20亿光年以外。这是物理学家第一次观察到不对称黑洞的碰撞，该事件证实了爱因斯坦广义相对论的另一项预测——引力波谐波（gravitational wave harmonics）。由于这种质量失衡的碰撞产生了引力波，该引力波在时空结构中以多个频率散布。
它是从遥远的宇宙碰撞中拾取振动的，该振动与美国歌星“猫王”1961年的热门单曲《情不自禁爱上你》中的前奏很相似。这对不对称黑洞碰撞合并产生的振动对科学家来说是第一次观测到，与先前的观察不同（黑洞的碰撞质量大致相等），这次观察发现，黑洞质量的不对称，导致在多个频率上产生引力波。两个黑洞撞击产生的泛音频率应为轨道频率的3倍或主要频率的1.5倍。
这一发现令人兴奋，不仅是因为这对不对称的黑洞产生的频率“弦”听起来像是猫王热门歌曲的前奏音符，而且还因为它可以证实一个世纪前爱因斯坦首先广义相对论的理论概念。在他的广义相对论中，两个质量相等的黑洞碰撞产生发射单一频率的引力波；质量不对称的黑洞碰撞会在较弱质量的引力波处合并的概念的准确性。
两个黑洞碰撞的数值模拟
“爱因斯坦再次被证明是对的！”麻省理工学院LIGO成员兼物理学家Maximiliano Isi博士在最近召开的美国物理学会讨论黑洞合并的会议上指出通常，两个螺旋状的黑洞碰撞会产生集中在一个频率上的引力波：使它们彼此绕行的速度加倍。由于黑洞的质量匹配，所以出现了这种加倍。他们每绕半圈轨道返回一个与原始位置完全相同的位置。但是，如果黑洞的质量明显不同，则广义相对论预测它们也应该在较高频率或泛音下产生较弱的波。
这个事件可能会帮助研究人员首先弄清楚黑洞是如何相互吸引配对的。这是一个难题，因为尚不清楚如此大质量的黑洞如何演化形成。理论上有两个普遍的观点：一种认为它们可能来自一对绕行运行的大质量恒星，每个恒星在生命的尽头坍塌成形黑洞。另一种认为，在动力学模型中，黑洞可能会完全独立分开形成，并且会在时空上相互发现后吸引，这种情况更可能发生在球状星云中，在星系的外围曾发现密集的恒星团。
Belczynski认为，这两种情况都可能导致此事件中黑洞不对称质量现象。他说：“如果质量比为10：1，我会更倾向于第二种动力学模型。”因为双星系统通常不会以这种偏斜的比率形成。菲什巴赫（Fishbach）也同意此观点，单项事件还不足以排除一种情况或另一种情况。但是她说，如果LIGO和Virgo发现更多不对称的事件，则统计分布可以表明哪种情况更有可能发生。
然而，约翰·霍普金斯大学的引力波天文学家埃曼努尔·贝尔蒂说，该事件的起源可能更加复杂。一个黑洞比另一个黑洞重得多并且似乎在快速旋转的事实表明，它也是合并的产物。他说：“它看起来像多代合并的产物一样安静。”
研究人员尚未分析的数十个已记录事件中，可能正在等待更特殊的黑洞碰撞结果。从4月1日到3月26日，LIGO和Virgo的观测运行已经接收到了56个新的引力波事件，是前一次总事件的五倍多。威斯康星大学密尔沃基分校的物理学家，LIGO科学合作发言人帕特里克·布雷迪说，LIGO和Virgo的研究人员曾希望对目前大约一半的数据进行一次全球分析，但是COVID-19的流行推迟了这项工作。
除了位于LIGO和Virgo地面探测器之外，欧洲航天局和中国国家航天局还制造了航天器，旨在加强“侦听”这种现象的努力。俄罗斯天体物理学家去年年底宣布，他们希望与他们的中国同事一起在这一领域开展合作项目。
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