“吃豆人”遊戲竟然能解釋黑洞如何互相吞噬？

在《物理評論快報》發表的一項研究揭示了黑洞是如何融合在一起的，在此之前這仍然是個謎。這篇論文指出，這些黑洞間的融合來自於每個黑洞周圍產生的吸積盤，它讓兩個黑洞互相合並。並且，一個剛剛吞併完成的新的“大黑洞”也會以相同的方式吞併其他的“小黑洞”，這也就是Richard O’Shaughnessy在研究中把它描述成“吃豆人”一樣的行為。

“這次研究以獨特視角解釋了關於宇宙的中心如何膨脹、生長” O’Shaughnessy在一份報告中這樣說道，他同時是美國羅徹斯特理工大學的助理教授，“這對理解整個宇宙如何膨脹是至關重要的，而且又可以解釋大部分宇宙中的天體結構問題。”

當LIGO鐳射干涉引力波觀測臺和Virgo處女座引力波干涉儀在尋找更多的由於兩個黑洞間的合併而產生引力波時，這個可愛的、圓圓的電子遊戲角色竟然似乎可以解釋為什麼這些黑洞間的合併會發生。

圖：吃豆人，黑洞的榜樣？

“吃豆人”於1980年首次亮相，這個遊戲的主要內容是這個空心黃色小球在迷宮中行走，吃掉更小的小球。當玩家吃掉能量藥丸時，小怪獸們會短暫地昏厥，這時吃豆人可以反過來吞掉小怪獸。

黑洞的行為也與滾球遊戲Katamari Damacy有相似之處，玩家必須將物體像滾雪球一樣越滾越大，才能創造出更大的球，並捕捉到更大的物體。

研究小組解釋說，黑洞通過吸積盤相互合併。吸積盤是超大品質的黑洞使氣體、恆星和塵埃等物質形成並開始圍繞它旋轉的地方。當一個黑洞在吸積盤中被捕獲時，它會向這個黑洞的中心移動，形成一個更大的黑洞並最終吞噬其他黑洞。

到目前為止，科學家們已經觀測並確認了來自10個不同黑洞合併形成的引力波。這主要是由於Virgo處女座引力波觀測臺和鐳射干涉引力波觀測天文臺的功勞（後者也通常被稱為LIGO），這兩座觀測臺首次探測到了中子星的碰撞。

圖：黑洞

有史以來最大的黑洞合併為研究人員提出了問題，因為它似乎違背了現有的規則和模擬結果。事實是，在規模更大的合併中，其品質和旋轉速度都遠高於此前的預估。

這篇最新論文背後的研究小組對他們的理論進行了模擬。他們現在希望找到更多的黑洞合併，並且通過模擬來看看他們的假設是否正確，這可以鞏固他們現有的理論。

O’Shaughnessy教授說：“對於我們這些在這一領域工作的人來說，這是一個非常誘人的前景。它提供了一種自然的方法來解釋高品質、高速自轉的一對黑洞合併，並在引數空間中將這些黑洞演示出來，而其他模型則無法做到這點。並且沒有辦法從這些其他的組成基礎中得到這些確定種類的黑洞。”

多虧了一個神奇的小畫素點的工作，現在我們可以更好地理解我們的宇宙了。

下面是關於論文研究的摘要：

LIGO/Virgo發現的恆星品質黑洞合併的起源仍然未知。在這裡我們發現，如果活動星系核（AGNs）的吸積盤中形成遷移陷阱並促進它俘獲的黑洞的合併，在吸積盤中的黑洞的一大部分將經歷分層合併——其中一個黑洞是先前合併的殘餘。LIGO/Virgo探測到的AGN輔助的黑洞合併中，有40%的合併包括了一個品質大於等於50個太陽品質的黑洞，也就是恆星核崩塌的最大極限品質。

AGNs輔助的分層合併將表現為黑洞自旋（反）對準二元軌道軸，這是它的獨特屬性，與其他的層次結構盡然不同。研究結果表明[雖然目前尚未確定（檢驗OR值為1）,LIGO迄今為止觀測到的最大規模的黑洞合併GW170729可能來自這個渠道。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. inverse-Mike Brown-米蘭主教練德羅西