4月19日，天文學(xué)家宣布，他們收集到了一份特別的引力波信號。信號源自一大一小兩個黑洞的碰撞。大黑洞的重量是另一個小黑洞的三倍還多，二者相差懸殊。科學(xué)家可借助這次碰撞，進(jìn)一步研究黑洞的形成過程。

在美國物理學(xué)會舉辦的線上會議上，科學(xué)家報告了他們的成果。這次碰撞發(fā)出的引力波發(fā)生在24億光年外，于2019年4月首次被捕獲到，由美國的激光干涉引力波天文臺(LIGO)和意大利的室女座干涉儀（Virgo）聯(lián)合發(fā)現(xiàn)。

芝加哥大學(xué)物理學(xué)家、LIGO成員瑪雅·菲什巴赫在會上發(fā)言時指出，在引力波探測器先前發(fā)現(xiàn)的10起碰撞與合并事件中，黑洞大小都是質(zhì)量相近的。但2019年4月的這次發(fā)現(xiàn)則不同：大黑洞質(zhì)量是太陽的30倍，而另一個黑洞質(zhì)量僅為太陽的8倍。

通常情況下，兩個質(zhì)量相近、處于螺旋狀態(tài)的黑洞會發(fā)射集中在一個頻率上的引力波，它們彼此的繞行速度也會加快。但如果黑洞質(zhì)量差異明顯，兩個黑洞的碰撞會產(chǎn)生不同的聲音，即多個頻率的引力波。依照愛因斯坦的廣義相對論，除了主要頻率產(chǎn)生的引力波，這樣的兩個黑洞還會產(chǎn)生較高頻率的弱波或泛音。

“愛因斯坦是對的。”麻省理工學(xué)院物理學(xué)家、LIGO成員馬克西米利安·伊西在會議上表示，他們檢測到的泛音大致與廣義相對論預(yù)測的一樣響亮。

伊西介紹，兩個黑洞撞擊產(chǎn)生的泛音頻率應(yīng)為軌道頻率的3倍或主要頻率的1.5倍。如果把引力波的主要頻率看作鋼琴的C音，那么另一個頻率的泛音就是比C音更高一些的G音。

如此一來，科學(xué)家還找到一個有趣的發(fā)現(xiàn)，引力波的頻率與一首歌的前奏非常相似——美國歌星“貓王”的《情不自禁愛上你》。

一大一小兩個黑洞的合并并不常見，如果能搞清它們是如何相互吸引的，則有助于人們理解大型黑洞的形成和演化。

目前，有兩種較為普遍的理論，一種認(rèn)為兩顆恒星在坍縮成黑洞前就在纏繞運行，另一種則認(rèn)為恒星是獨立坍縮的，它們演化成黑洞后才在宇宙中與其他黑洞結(jié)成新的對子。若科學(xué)家找出更多質(zhì)量不均等的黑洞合并的例子，就能為后一種理論提供證據(jù)。

菲什巴赫也表示，單個的黑洞合并案例還不足以確證。但如果引力波探測器能找到更多的黑洞合并，統(tǒng)計學(xué)分布可為人們指明究竟哪種理論更可能成立。

從2019年4月1日到2020年3月26日，LIGO和Virgo在運行觀測時已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了56起新的引力波事件，目前還有數(shù)十個事件尚待分析，科學(xué)家也非常渴望看到這些分析結(jié)果。

據(jù)LIGO科學(xué)合作發(fā)言人、威斯康辛大學(xué)密爾沃基分校的物理學(xué)家帕特里克·布雷迪透露，就目前獲得的數(shù)據(jù)而言，LIGO和Virgo的工作人員有望對其中的一半進(jìn)行一次大范圍分析，但由于當(dāng)前的新冠病毒疫情，科研人員的工作進(jìn)度不得不推遲。