重力波是怎么产生的 重力波和引力波( 三 )

照片的主角 ── M87 星系中心的黑洞,更是高达 65 亿倍太阳质量 。这些大得让人无法想象的黑洞,起源一直令人好奇 。目前主流认为,它们是由普通黑洞彼此不断合并而逐渐形成的 。
另一方面,重力波也可望在吴建宏目前所研究的「太初黑洞」」(primordial black holes) 课题上,提供重要的协助 。
太初黑洞最早是 1970 年代由霍金所提出,指的是宇宙刚刚形成时产生的黑洞 。当时宇宙还没有任何天体形成,只有一些物质分布,有些地方分布得比较致密,就可能塌缩产生黑洞 。
这些太初黑洞和目前所知的黑洞不太一样,质量可以非常的小,只有 1012 公斤,大约是地球上一座冰山的质量 。因为黑洞会不断放出辐射而蒸发,这么小的黑洞,蒸发速度很快,如今应该几乎都消失了 。
那么,重力波如何能帮忙找到太初黑洞呢? 关键是:太初黑洞是早期宇宙中物质分布比较致密的地方,在形成时物质的分布是不对称的 。如前面所说,不对称的系统会放出重力波 。尽管这些小小的黑洞可能都蒸发消失了,但曾经发出的重力波不会消失 。如果太初黑洞数量够多,产生的重力波迭加起来,我们应该有机会观察得到 。换句话说,重力波能够为太初黑洞的存在与否提供左证 。
「太初黑洞可能很迷你,却留下了永远不会被抹灭的重力波讯号 。」


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