地球上的 LIGO 觀測站通過引力波檢測到有史以來最巨大的黑洞合併事件。
在 2023 年 11 月 23 日，這一強大的事件由 LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) 聯盟檢測到。
這次極端的合併導致了一個質量約為 225 倍太陽的黑洞誕生。這一發現挑戰了現有的物理理論，關於大型黑洞是如何形成和合併的。
來自卡迪夫大學的 Mark Hannam 和 LVK 聯盟成員表示：「這是我們通過引力波觀測到的最巨大的黑洞雙星，這對我們理解黑洞的形成提出了真正的挑戰。」
Hannam 補充道：「這種質量的黑洞在標準的恆星演化模型中是被禁止的。一種可能性是這對黑洞是在較小黑洞的早期合併中形成的。」
在宇宙中，爆炸性能量事件會產生引力波，這些波動是時空的漣漪，作為宇宙的微妙訊息。
2015 年，激光干涉引力波觀測台 (LIGO) 實現了一個歷史性里程碑，首次直接檢測到引力波，這一波來自一個黑洞合併，最終形成了一個質量為 62 倍太陽的黑洞。
這一突破性觀測開啟了宇宙探索的新時代。
在首次檢測後，科學界聯手擴大引力波探測器的網絡。
LVK 聯盟由 LIGO、意大利的 Virgo 和日本的 KAGRA 組成，旨在測量來自暴力宇宙事件的微小時空扭曲。自 2015 年以來，這一強大的網絡擴展了對黑洞的理解，觀測到超過 300 次的合併事件。
位於華盛頓州漢福德的 LIGO 探測器和位於路易斯安那州利文斯頓的第二個探測器。然而，最近檢測到的信號（稱為 GW231123）揭示了一個比以往任何觀測到的事件都更強大的宇宙事件。
這次強大的宇宙碰撞涉及兩個巨大的黑洞，質量分別約為 103 倍和 137 倍太陽，最終合併形成一個質量約為 225 倍太陽的單一巨大黑洞。
這一過程向太空發射了引力波，隨後抵達地球。
這一驚人的質量遠超過之前的紀錄保持者 GW190521，後者形成了一個質量為 140 倍太陽的黑洞。
通常，質量低於 60 倍太陽的黑洞是由崩潰的恆星形成的。然而，存在一個理論上的「質量間隙」（60-130 倍太陽），在這個範圍內，恆星爆炸預期不會留下黑洞殘骸。
最近發現的這對特別巨大的黑洞挑戰了這一既定的理解。
有一種理論認為，這兩個黑洞是由早期較小黑洞的合併形成的，這突顯了如何形成如此巨大的黑洞的重大謎題。
除了高質量，觀測還揭示了一個更驚人的事實。
這些黑洞的旋轉速度極快，超越了愛因斯坦廣義相對論所允許的極限。據報導，其旋轉速度達到地球的 400,000 倍。
為了準確解釋這一信號，科學家需要使用複雜的模型來考慮這些快速旋轉黑洞的複雜動力學。
LVK 聯盟將繼續完善其分析並改進模型，以解鎖這一非凡信號所隱藏的所有秘密。
伯明翰大學的 Gregorio Carullo 和 LVK 成員表示：「社區將需要數年時間來全面解開這一複雜信號模式及其所有含義。儘管最可能的解釋仍然是黑洞合併，但更複雜的情景可能是解讀其意外特徵的關鍵。未來將充滿激動人心的時刻！」
這些發現將於 2025 年 7 月 14 日至 18 日在蘇格蘭格拉斯哥舉行的 GR-Amaldi 會議上進行展示。
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