自從2015年引力波天文學取得突破，由於重力的作用，科學家們能夠探測到十幾對距離很近的黑洞——被稱為“二元黑洞”——通過它們彼此碰撞的方式。然而，科學家們仍然在爭論這些黑洞有多少是從恆星中誕生的，以及它們如何能夠在我們宇宙生命週期內足夠接近來進行碰撞。現在，一位範德比爾特天體物理學家開發的一項很有前途的新研究可能會給我們提供一種有條理的方法，利用這個方法可以找到宇宙史上作為二元黑洞碰撞的可用恆星的數量。

圖解：藝術家的概念展示了兩個黑洞之間的碰撞，類似於LIGO和Virgo兩個引力波探測器檢測到的黑洞。(概念榮譽屬於：LIGO/加州理工學院/麻省理工學院/索諾瑪州 Aurore Simonnet 範德比爾特大學。)

這項研究發表在《天體物理學雜誌》的《信報》上，將幫助未來的科學家解讀恆星的潛在種群，並測試宇宙歷史上所有碰撞黑洞的形成理論。

圖解：超大品質黑洞在超巨橢圓星系M87的中心，黑洞的品質是太陽的70億倍，如事件地平線望遠鏡（2019年4月10日）公佈的第一幅影象所示。新月狀發射環和中心的陰影是可見的。它們是黑洞光子環的引力放大檢視和事件視界的光子捕獲區。新月形狀的來自於黑洞的旋轉和相對論光束；陰影約為事件視界直徑的2.6倍。

Karan Jani是範德堡大學的天體物理學家，同時也是此次研究的主席，他說：“ 迄今為止已經有多位研究人員建立了宇宙中黑洞對的構造和存在理論，但這些黑洞對的前身恆星為何物仍是未解之謎。這次，我們使用了現有的天文觀察進行了一個有關黑洞撞擊的鑑定研究。在這個過程中，我們更新了原有約束，或者說是原有預設。研究結果告訴我們，自宇宙伊始，這些恆星註定會像黑洞一樣經歷碰撞。”

愛因斯坦的廣義相對論闡述了黑洞間的相互作用以及最終相撞。Jani和他的同僚哈佛大學的Abraham Loeb一同利用鐳射干涉引力波天文臺對各個時間點的宇宙時間和空間資源進行了盤點。他們隨後更新了雙黑洞形成過程中的約束項：宇宙中的有效恆星，各恆星轉變為獨立黑洞的過程，針對這些黑洞最終碰撞的監測。監測的原理就是鐳射干涉引力波天文臺所能夠在數百萬年後採集到黑洞撞擊後產生的引力波資訊。

Jani還補充道：“ 就目前的觀察成果來說，我們發現宇宙中14%的巨型行星最終會經歷黑洞碰撞，這就是大自然非凡的效率。這些新增的構造約束可以幫助研究人員追蹤黑洞歷史，解答歷史問題，更不用提給我們創造更多新奇的故事了。”

相關知識

黑洞是一個時空區域，其引力加速度非常之大，以至於任何粒子，甚至光等電磁輻射都無法逃脫。廣義相對論預言，一個足夠緊密的品質可以使時空變形而形成黑洞。沒有可能逃脫的區域的邊界叫做視界。雖然事件視界對穿過它的物體的命運和環境有巨大的影響，但在區域性可檢測的特徵中似乎沒有觀察到。在許多方面，黑洞就像一個理想的黑體，因為它不反射光。此外，彎曲時空中的量子場論預測，視界會發出霍金輻射，其頻譜與溫度與品質成反比的黑體相同。對於具有恆星品質的黑洞來說，這個溫度大約是十億分之一開爾文，因此根本無法觀測。

18世紀，約翰·米歇爾和皮埃爾·西蒙·拉普拉斯首次考慮了引力場太強以至於光線無法逃逸的物體。1916年，卡爾·施瓦茨希爾德(Karl Schwarzschild)發現了第一個描述黑洞特徵的廣義相對論的現代解，儘管1958年，戴維·芬克爾斯坦(David Finkelstein)首次發表了關於黑洞是一個沒有任何東西可以逃脫的空間區域的解釋。黑洞長期以來被認為是數學上的奇葩;在20世紀60年代，理論工作表明它們是廣義相對論的普遍預測。喬斯林·貝爾·伯奈爾1967年發現的中子星激起了人們對引力坍縮的緻密物體的興趣，認為這是一種可能的天體物理現象

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Vanderbilt University-與共，湯圓～，初霽