如果黑洞遇到了另一个黑洞,会发生什么?

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二者相互旋转吞噬成一个黑洞。在宇宙演变过程中,到了黑洞相互吞噬的过程中,也是宇宙回到大爆炸奇点的过程。

黑洞作为宇宙中最神秘的天体之一,拥有着超大的质量和超强的引力,使得光在它的面前都“俯首称臣”,无法逃出黑洞的魔爪。黑洞更是每个星系的霸主,维持着每个星系的平衡与运转。那么如果两个黑洞相遇了岂不是就像神仙打架一样惊天地泣鬼神!

黑洞的一生都在吸收着从它身边略过的天体和物质,那么如果两个黑洞相遇了又会发生什么呢?

当两个黑洞相遇时会受到彼此引力的影响做相互绕行运动,同时二者的距离也会慢慢接近并且释放着能量。直至最终有一天质量较小的黑洞被质量较大的黑洞吞噬,最终合并成一个新的黑洞。其实两个黑洞合并完

成之后这次合并事件并不能算是就这样完美的结束了,更可怕的是这次合并事件所产生的巨大能量——伽马射线暴。伽马射线暴是被认为除去宇宙大爆炸之外所能

产生最大能量的宇宙性事件!伽马射线暴能够轻松摧毁它周围的天体,并影响着数十亿光年外的天体,甚至在它的周围仿佛重现了一次小范围宇宙大爆炸。还有的科学家认为:或许我们宇宙中原本有其他智慧生命的存在,只是亡于伽马射线暴的不知道会有多少,这也许是我们找不到外星人的原因之一吧!

近年经典黑洞合并案例

2015两颗质量分别29颗太阳质量黑洞与36颗太阳质量黑洞合并形成62颗太阳质量新黑洞时,亏损的质量以强大的引力波形式释放到宇宙空间,经过13亿年的漫长岁月来到地球,被美国的“激光干涉引力波天文台”(LIGO) 的两台孪生引力波探测器探测到。相对论中对引力波的猜想也正式被证实。

2017年距离我们约90亿光年外的两个黑洞合并成了一个质量约80倍太阳质量的新黑洞。这也是我们迄今观察到距离地球最远的黑洞合并事件。

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黑洞相撞已经不是如果,而是宇宙中比较常见的事件,人类最早发现并侦测到的引力波,就是距离地球13亿光年两个黑洞相撞的时空涟漪。

如果黑洞相撞只是极其偶然的事件,就不会这么凑巧成为人类首次发现引力波始作俑者。这至少说明两件事,一件是宇宙中黑洞很多,常会遇到;二件是黑洞碰撞是宇宙常见事件。

黑洞是宇宙最顶级的极端天体,在其引力控制范围内,也就是史瓦西半径内(事件视界里面)时空曲率无限高,任何误闯进入或者被捕获的物质,都毫无悬念的被撕碎和吞噬,最终变得无影无踪落到中心那个无限小的奇点上。

像这样两个顶级极端天体相撞,当然是能量的惊天动地大爆发,这种能量以两种形式发出,一种是巨大的伽马射线暴,一种是引力波。

伽马射线暴是宇宙中最顶级杀手,这种超巨大能量的爆发经常的扫射着宇宙,科学界认为银河系中90%以上的生命或者文明就是死在这种能量的照射之下。

1991年老美NASA就发射了一个专门探测伽马射线暴的“康普顿天文台(CGRO)”,仅仅几年,就监测到了3000余个伽马暴,这说明伽马射线暴是宇宙中常见杀手。当然伽马暴并非黑洞相撞一种事件会出现,中子星等极端天体碰撞和超新星大爆发都有可能出现。

黑洞融合(相撞)导致的引力波是惊人的,人类在2015年9月14日首次侦测到的两个黑洞相撞事件,距离我们13亿光年,相撞的时空涟漪经历13亿年的传输,被我们地球科学家们侦测到。

尽管引力波传到我们地球已经微乎其微了,仅仅把探测仪器(LIGO)4公里长臂移动了一个质子直径的万分之一,但还是被人类捕捉到了。

这两个黑洞的质量一个为太阳的35.4倍,一个为太阳的29.8倍,相撞后合二为一,成为一颗62.2倍太阳质量的黑洞。

未相撞前,两颗黑洞质量和为65.2倍,融合后少了3个太阳质量,那么它们到哪里去了呢?

这些损失的质量去向也有两个部分,一部分转化为能量(包括伽马射线暴和冲击波、引力波),消散到太空去了;另有一小部分物质会趁着爆炸的混乱,从撕裂的时空缺口,逃逸到太空。

这些侥幸逃脱的物质会快速衰变,形成一些超重元素,并发出明亮的可见光及红外辐射,亮度达到千倍新星,天文学界把这种抛射物质形成的景观称为“千新星”,哈伯太空望远镜于2013年就发现过一个这样的“千新星”。

2017年,科学界侦测到两颗中子星相撞导致的引力波,研究认为这次碰撞导致了中子星上的一些物质逃逸,形成了300个地球质量的黄金。

因此也有人认为,黑洞相撞逃逸出来的物质,同样也能够产生黄金。或许你我佩戴或拥有的那点黄金,就有可能是黑洞碰撞出来的呢。

近年来,黑洞融合事件不断被观测到或侦测到,这些黑洞融合有双黑洞融合,还有三黑洞融合。

前不久NASA就捕捉到了一个三黑洞碰撞融合过程,这个融合的黑洞距离我们10亿光年,每个黑洞都位于一个星系中央,因此这也是三个星系碰撞融合的证据。三个星系融合后,三个大质量黑洞也将融合在一起,成为一个更大质量黑洞,被称为“SDSS J084905.51+111447.2”。

这次发现也为超大质量黑洞的形成机制提供了证据。

近代天文学研究发现,每个星系中心都有一个超大质量黑洞。

我们银河系中心也不例外,有一个约400万个太阳质量的黑洞;距离我们254万光年的仙女座星系中心也有一个巨大的黑洞,是太阳质量的1亿倍。

仙女座星系正在以每秒约300公里的速度向我们银河系靠拢,预计在未来30~40亿年之间,两个星系将会发生碰撞融合,届时这两个超大质量黑洞也将融合在一起,惊天动地的事件也将发生。

就是这样,欢迎讨论。

黑洞相遇并合并在宇宙中是存在的,这种情况一般发生在双黑洞系统中。

图:双黑洞系统

双黑洞系统是两颗大质量恒星组成的双星系统在核聚变燃料消耗殆尽后,发生重力坍缩分别形成了黑洞。两个黑绕着它们之间的公共质点公转,在公转过程中会产生引力波,并消耗其自身动能。随着动能的消耗,它们的公转周期也越来越短,相互之间也越靠越近,这个过程被称为旋进。它们最后会合并成一个黑洞。



合并后黑洞的质量略小于两个黑洞质量之和,这是因为在合并期间释放出的引力波消耗了黑洞大量的能量,根据爱因斯坦的质能公式:E mc²,质量和能量实际上是等价的,所以,消耗的能量等于它们失去的质量。

图:LIGO原理图


图:LIGO,有两套位于不同地点的系统
,互为应证。

在2015年,LIGO(激光干涉引力波天文台)证实了引力波的存在。所观测到的引力波就是由13亿光年外的两个黑洞合并时发出的。这两个黑洞质量分别为36和29个太阳质量。合并后的质量约为62个太阳质量,损失了约3个太阳的质量。

图:马卡仁231星系

还有一种双黑洞系统是由两个超大质量的黑洞构成,这源于两个星系的合并。2015年,NASA公布了由我国科学家使用哈勃太空望远镜发现的马卡仁231星系核心处为双黑洞系统。其中的主黑洞质量为1.5亿个太阳质量,伴黑洞质量为400万个太阳质量。伴黑洞被认为是与马卡仁231星系合并的小星系的核心黑洞。星系合并在宇宙中是经常发生的,银河系也是由不断合并壮大的,它可能在30亿年后与仙女座星系合并。

图:哈勃望远镜拍摄到的合并中的星系

目前LIGO探测精度还不足以“看到”两个黑洞距离较远的双黑洞系统,只有两个黑洞相距很近时,其引起的引力波才足够显著,才能被LIGO所探知。

如果黑洞遇到了另一个黑洞,会发生什么?

——具体会发生什么,要看这里的“遇到”指的是什么。

碰撞?

如果是两个黑洞发生了直接的碰撞,那么最终的结果是它们会融合在一起,形成一个更大质量的黑洞,这个黑洞的质量约等于它们原来质量的总和。

当然,这里用的是约等,因为在碰撞融合过程中,两个黑洞之间巨大的动能和引力势能会转化成新的黑洞的质能。

这会让黑洞的质量增大不少。

擦肩而过?

如果是两个黑洞擦肩而过,那么它们的结局会有三种:

当相对速度较小时:

第一种情况,小质量的黑洞被大质量的黑洞所捕获,称为大质量黑洞的“卫星”。

第二种情况,两个黑洞质量相差不大,那么它们会相互绕转,形成一个黑暗“双星系统”。

当相对速度较大时:

第三种情况,两个黑洞真的就擦肩而过,可能它们的轨迹方向会因为相互影响而变化,但是,它们还是各自沿着改变后的轨道飞向远方——可能永远不会在见面了。

肯定相互吸引,达到足够近的距离后,两者急促地绕着对方旋转,接着合成一体,变成一个更大的黑洞,以更强大的吸引力在宇宙中横冲直撞,凡是碰上黑洞的星球都会被无情地吞噬,期间会继续遇上别的黑洞。宇宙发展到最后,就是黑洞与黑洞相互吞噬的过程,然后整个宇宙倒塌下来,回复致密的奇点。等到这个奇点积聚到足够的能量,便再次发生宇宙大爆炸,新的宇宙又诞生了。

我们都不知道处于宇宙的第几世,很明显不是第一世,更不是最后一世。

当黑洞遇上黑洞成为常态的时候,证明这个宇宙已经开始衰老了。现在还很少发生黑洞相互吞噬的天文现象。以后,我们的银河系将会和仙女座合拼,也就是两大黑洞注定要遇上,然后融为一体。

我们生活在银河系的黑洞里,这个大黑洞就是我们的天地,自然不希望银河黑洞被毁灭。不过,宇宙规律无法改变,到时候我们只能听天由命了。

一个黑洞撞击另一个黑洞就是一个神秘撞击另一个神秘,会更加神秘。


一个黑洞遇到另一个黑洞往往会发生黑洞合并现象,在合并的过程中由于黑洞质量太大,所以空间会发生明显的波动,爱因斯坦在百年前把这种情况称为引力波,从爱因斯坦在百年前预测引力波开始,直到2016年人类才探测到两颗黑洞合并时产生的引力波信号,这两个黑洞位于13亿光年之外。

由于宇宙中广泛存在双恒星系统甚至三恒星系统,所以如果双恒星系统中的恒星质量都在8倍太阳质量以上的话,这两颗恒星在生命末期就会坍缩成两个黑洞。


两颗黑洞形成后会绕着共同的质点继续公转并且产生引力波,但这种公转会不断消耗黑洞的动能,慢慢的黑洞就会越转越慢公转周期也会越来越短,随之而来的就是两个黑洞的距离不断缩小,这个过程就是旋进。

由于黑洞并不是二维平面而是球体,所以两个黑洞的距离缩短到一定程度之后就会发生碰撞于融合,最后形成一个质量更大的黑洞,但合并的过程中黑洞会不断的消耗质量,所以最后形成的黑洞质量并不是原来两个黑洞的质量之和。

人类目前已经发现了数百个正在合并的黑洞,而被探测到引力波的两个黑洞质量分别是太阳的29倍和36倍,它们最后形成的黑洞质量是62被太阳质量,有3个太阳质量在融合的过程中被损耗掉了。

黑洞与另一个黑洞相撞,就是黑洞大作战,一场黑洞间的引力较量。经过漫长的斗争,两个黑洞要么会互相融合变得更大,要么一个小型黑洞被另一个较大黑洞弹飞。

以上为科学家用大型计算机模拟两个黑洞相撞的结果。

首先了解黑洞的体积和密度,一个典型的超大质量黑洞内部任何区域的质量是太阳的数以百万甚至几百亿倍。

目前找到的最大黑洞是位于霍姆伯格15A星系。这个黑洞中心的直径就有15000光年,质量是太阳的1700亿倍。

如果两个黑洞相撞会发生什么呢?

理论上它们相撞的结果取决于它们运行的速度,相撞的角度。

第一个结果是如果两个黑洞高速运转,并在一定角度上相碰撞,相对小的黑洞会被大的黑洞弹飞并在太空长时间飞转才会停下。就像两个旋转的硬币,在相撞时会相互弹开一样。

第二个可能是这两个黑洞会慢慢靠近,直到彼此被对方强引力吸引,最终会合二为一。它过程的激烈让人难以相信,它们产生的最终黑洞就是双黑洞。当两个黑洞融合时,会经历“衰荡”的阶段;当所有形状慢慢消退时,新生的双黑洞在运行中将越来越接近圆形,所有不对称形状将消失,形成一个完美的死亡圆盘。

不管是那种结果,黑洞撞击的巨大能量对宇宙时空结构发生极大影响,也就是产生宇宙引力波。

欢迎关注和点评。

黑洞是广义相对论预言的一种引力与质量极大的特殊天体,一般诞生于大质量恒星生命末期的坍塌瞬间


现代物理学认为大质量恒星在生命末期时如果核心区域质量超过了太阳的2.44倍, 那么核心区域的引力就会强大到压碎原子核与中子以及夸克 ,由于夸克之后再没有物质可以抵御如此强度的引力,所以该恒星核心区域最后就会变成一个连每秒三十万公里的光都无法逃逸的黑洞。

尽管理论上粒子加速器和对撞机只要功率足够也能产生微型黑洞, 但根据霍金辐射这种微型黑洞的存在时间极短 ,因此并不具备研究价值,同样也不具备威胁。

通过以上信息我们可以知道黑洞来源于大质量恒星的末期坍塌,因此两颗黑洞相撞只可能发生在 “同时具备两颗大质量恒星的双恒星系统”中。

就像太阳系起源于46亿年前的星云坍塌一样,双恒星系统同样来源于星云坍塌,只不过双恒星系统的前身星云要比太阳星云质量和体积大得多, 而且双恒星系统中的两颗恒星是围绕共同的质心进行公转的。

理想情况下当双恒星系统内的两颗恒星都步入暮年后,它们会先后或者同时坍塌为黑洞并开始“旋进”(也就是互相围绕彼此公转并在引力作用下缩短距离)。

由于黑洞本身属于“极端扭曲时空”的天体,所以两颗黑洞旋进过程中会剧烈扰动周围时空同时产生强烈的引力波信号 (2015年9月14日LIGO观测台探测到了第一个由双黑洞系统发出的引力波信号,该信号的源头是13亿光年外的某一星系)

当两颗黑洞旋进到一定距离后,引力便会促使它们发生碰撞融合现象

但由于黑洞本质上也是一种天体,因此它们的碰撞和其他天体的碰撞会有很多相似之处,比如说两颗黑洞在碰撞融合过程中也会发生质量亏损(这些质量主要以引力波和伽马射线暴等形式弥散在宇宙中)。


然而对人类文明来说近距离的双黑洞碰撞并不是什么好事,因为如果两颗黑洞的质量太大那么就会释放强烈伽马射线暴,这种“死亡射线”会杀伤所有地球生命 (目前有生物学家认为4.8亿年前的奥陶纪大灭绝就是由伽马射线暴导致的)

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