黑洞合并时会发生什么?

文摘   2024-11-29 23:33   福建  

黑圈扭曲了恒星和星系的稠密气体场。(图片来源:SXS(模拟极端时空)项目)

黑洞合并是美丽的,也是宇宙中一些最剧烈的事件。这就是这个过程是如何展开的。

故事开始于两个黑洞在漫长而懒惰的圆圈中相互远离。它们可能天生就是一对双星,也可能只是在星际空间的深处随机相遇。无论哪种方式,要合并,它们必须靠近,这意味着失去了大量的轨道能量。

从系统中窃取能量的第一步是通过黑洞与其环境的相互作用。它们并不孤单——周围总是漂浮着薄薄的气体和尘埃,有时甚至有更大的物体,如行星或恒星。所有这些物体都通过引力与黑洞相互作用。有时,它们会掉进去,再也看不见了。其他时候,它们几乎没有错过,速度略有提高,并从黑洞中消耗了一些轨道能量。

一旦黑洞足够接近,另一个过程就会接管。黑洞在相互绕轨道运行时会搅动时空,这种搅动会释放出引力波,这些引力波从黑洞中发出,就像池塘里的涟漪一样。然而,引力波非常微弱,只有当黑洞非常非常靠近时,它们才会开始严重消耗能量。

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